溅射镀膜真空环境-磁控溅射基本原理与工况

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1. 真空室本底真空度

  (1) 各种磁控溅射镀膜工艺都必须在真空室中进行;密闭金属腔体抽真空,其本底真空度一般需达10-3Pa~10-5Pa;有的镀膜工艺甚至可能有更高的真空度要求。

  (2)由于真空金属腔体内壁和磁控靶面吸附气体的放气,第一次预抽真空,达到镀膜所要求的本底真空度需要较长的时间;达标后,第二次以后的复抽真空,由于放气基本完毕,真空达标时间会大为缩短。

2. 工作气体

  根据不同的膜层和工艺需要,磁控溅射一般在真空室充入0.1~1 Pa(射频磁控溅射则可充入0.1Pa~0.05Pa)左右分压的惰性工作气体作为气体放电的载体;通常选用的气体,如氩气Ar,氪气Kr,氙气Xe,氖气Ne和氮气N2等数种。由于氩气价格较低,容易获得,通常选用氩气Ar作为磁控溅射工作气体。

3. 工作气体压强

  (1)直流和中频脉冲磁控溅射的工作气体压强一般在 0.3~0.8Pa 之间(典型值为5×10-1 Pa);

   (2)射频磁控溅射可以在10-1~10-2 Pa工作气体压强下正常进行。

  (3) 部分阴极靶材的磁控溅射工艺(如对膜层的纯度和表面粗造度要求不高)还可以在1pa ~ 10Pa,甚至更高的工作气体压强下进行高效沉积镀膜。

  (4) 真空腔室大小、气体流量、真空抽速和闸板阀开合角度等多种因素都可能影响到工作气体压强。工作气体压强的最终检测值,实际上应看作是气体流量-真空抽速与闸板阀开合角度等参数的动态平衡的结果。

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