濺射鍍膜的原理是基于以下的幾個方面: 濺射是指當有足夠能量的帶電粒子或中性粒子碰撞體表面時,可把能量傳遞給表面的原子,只要表面原子獲得的能量大于本身的電離能,就能擺脫周圍原子的束縛而離開物體表面,這種現象稱為濺射。 輝光放電則是在氣壓為幾百帕的真空中,在兩個電極之間加上高壓時產生的放電現象。 當真空室內的真空度為13Pa時,在陰陽兩電極間加上一定的電壓,氣體發生自激放電,從陰極發射出的原子或原子團可沉積在陽板或真空室的壁上,這種濺射稱陰極濺射。 陰極濺射放電回路,是靠氣體放電產生的正離子向陰極運動和一次電子向陽極運動形成的。放電是靠正離子撞擊陰極產生二次電子。通過克魯克斯暗區被加速,以補充一次電子的消耗來維持,因此,外部電路中測得的放電電流是轟擊靶的正離子流和陰極發射的二次電子流之和。 陰極濺射的主要缺點是沉積速率低,鍍件溫升。 磁控濺射是一種異常陰極輝光低壓等離子體放電,磁控濺射源是利用磁控管原理(即磁場與電場正交,磁場方向與陰極表面平行)制成的濺射源。 磁控濺射源的放電是通過氣體電離產生的正離子在陰極電位吸引下,在克魯克斯暗區被加速,以幾百電子伏特的能量撞擊陰極從陽極獲得電子成為中性原子反射出來,與此同時濺射出陰極靶原子,飛向鍍件堆集成膜,從陰極打出的二次電子,穿過克魯克斯暗區,受電場加速而獲得能量,進入等離子體成為一次電子,一次電子在正交的電磁場中,運動方向與電場、磁場垂直,呈圓滾線運動軌跡,增加了同氣體分子的碰撞,提高了電離的幾率,這樣經多次反復碰撞,耗盡了能量的一次電子成為“最終電子”進入陽極,形成放電電流,因此,磁控濺射與陰極濺射除了一次電子的運動軌跡不同外,其他放電機理基本相同。 |