有關(guān)磁控濺射的實(shí)際問題

1、一種增磁裝置在磁控射頻建設(shè)紙杯薄膜中的應(yīng)用（王懷義、刁訓(xùn)剛、王聰、郝維昌、王天民）磁控濺射技術(shù) 王怡德洛侖茲力F=QVB輝光的強(qiáng)烈程度應(yīng)該是：過高或過低的真空度都會(huì)導(dǎo)致滅輝,真空度太高,自由分子太少,電離后不足以形成等離子體,真空度太低,分子自由程太小,也不利于等離子體的維持.我在做射頻清洗的實(shí)驗(yàn)時(shí)也遇到過高真空起輝而低真空滅輝或匹配不好的情況,后來證明是射頻電源的接地處理上出現(xiàn)了問題,經(jīng)修正后這種情況就沒有了.充氣流量越大,輝光就越強(qiáng)烈,直到知道氣壓超過一定壓力本論文中樣品采用中科院沈陽科學(xué)儀器廠JGP350型磁控濺射鍍膜機(jī)制備，真空抽氣系統(tǒng)由機(jī)械泵（前級泵）和分子泵（主泵）組成，極限真空度

2、可達(dá)2.0×10-4Pa。濺射系統(tǒng)配有三個(gè)立式靶，其中兩個(gè)接射頻陰極（RF），另一個(gè)接直流陰極（DC）。RF的濺射功率可在0200W之間調(diào)節(jié)，直流電源電壓為02000V。中間樣品控制架上有3個(gè)樣品夾具，樣品控制架可通過旋轉(zhuǎn)來選擇所要濺射的靶。其中一個(gè)樣品位的后面有加熱電阻絲，可對該位置上的襯底加熱，使得襯底溫度在室溫與400之間可調(diào)。靶和襯底間距為5cm。由于靶材CdTe和ZnTe陶瓷靶的電導(dǎo)率較低，所以采用射頻濺射模式。工作氣體為氬氣。磁控濺射所用靶材是純度為99.999%的ZnTe和CdTe化合物陶瓷靶，靶材直徑為100mm、厚6mm。沉積薄膜用的襯底均為普通玻璃，襯底厚1mm，

3、長寬為2.5×6cm。 射頻濺射時(shí)，采用高頻射頻電源（13.56MHz），分別將靶材和真空室的其他部分耦合在電源的兩極，襯底處于靶材對應(yīng)的位置，與靶材間距為5cm，  射頻磁控濺射時(shí)放電的過程（工作氣體為Ar氣）： 1）無光放電  打開射頻電源及電流顯示器，即會(huì)有十毫安以下以下的電流顯示。這時(shí)真空室中一般會(huì)有幾帕到幾十帕的Ar壓，始終有少量Ar處理游離態(tài)，以電子和Ar正離子的狀態(tài)存在。并維持微弱的電流。 然后隨著電壓的增加，電流會(huì)逐漸增加。當(dāng)兩極加上電壓后，電子和Ar+在電壓作用下，往返于兩極。這時(shí)外加電壓的變化周

4、期為7e-8s，正離子的濃度來不及改變，電子的質(zhì)量很小，速度快，可以在電壓方向改變的半個(gè)周期內(nèi)形成電流。  升高電壓，電子加速獲得較大動(dòng)能，碰撞Ar氣分子時(shí)，使之電離。增加了正離子和電子的濃度，進(jìn)一步導(dǎo)致電流增加。 2）輝光放電區(qū) 當(dāng)電壓繼續(xù)升高，電流繼續(xù)增大；電壓升高到500V附近時(shí)，達(dá)到臨界點(diǎn)，產(chǎn)生輝光，同時(shí)電流基本不變，電壓隨之降低。 這一階段中，電壓增大到一定的值，正離子在較大的電場作用下，加速獲得足夠的動(dòng)能，  當(dāng)電壓進(jìn)一步增加時(shí)，湯森放電的電流將隨之增大，當(dāng)電流增大到臨界點(diǎn)時(shí)，極板兩端電壓突然降低，（在射頻濺射時(shí)

5、，這一區(qū)域也很明顯，在可以起輝的氣壓下，電壓增加到500V左右時(shí)，電流保持不變，電壓突然降低，同時(shí)起輝。）電流突然增大，并同時(shí)出現(xiàn)帶有顏色的輝光，此過程稱為氣體的擊穿，圖中電壓稱為擊穿電壓。這時(shí)電子和正離子是來源于電子碰撞和正離子的轟擊（正離子對陰極的靶材轟擊，轟擊出靶材料中的電子，然后這些電子在加速向陽極（一般放有基底的過程中，會(huì)再把氣體電離，電離出更多的電子和正離子，然后電子再加速，電離氣體，而正離子則獲得動(dòng)能后轟擊陰極，然后不斷循環(huán)并增大，猶如雪崩）。這時(shí)電子和離子的來源已經(jīng)不再是Ar的自然電離了； 這一階段，維持放電的電壓較低，且不變，電流的增大與電壓無關(guān)，而只與陰極板上產(chǎn)生

6、輝光的表面積有關(guān)。正常輝光放電的電流密度與陰極材料和氣體的種類有關(guān)。氣體的壓強(qiáng)與陰極的形狀對電流密度的大小與有影響。電流密度隨氣體壓強(qiáng)增加而增大，凹面形陰極的正常輝光放電密度要比平板形陰極大數(shù)十倍以上。 由于正常輝光放電時(shí)電流密度仍然比較小，所以在濺射等方面均是選擇在非正常輝光放電區(qū)工作。 4）非正常輝光區(qū) 在轟擊覆蓋住整個(gè)陰極表面后，進(jìn)一步增加功率，放電的電壓和電流密度將同時(shí)增大，進(jìn)入非正常輝光放電狀態(tài)。其特點(diǎn)時(shí)，電流增大時(shí)，兩放電極板間電壓升高，且陰極電壓降的大小 與電流密度和氣體壓強(qiáng)有關(guān)。因?yàn)榇藭r(shí)輝光已布滿正個(gè)陰極，再增加電流時(shí)，離子層已無法向四周擴(kuò)散， 這樣，正離子層便向陰極靠攏，使正離子層與陰極間距離縮短，此時(shí)若要想提高電流密度，則必須增大陰極壓降使正離子有更大的能量去轟擊陰極，使陰極產(chǎn)生更多的二次電子。 氣體流量計(jì). 熱式氣體質(zhì)量流量計(jì)采用熱擴(kuò)散原理，熱擴(kuò)散技術(shù)是一種在苛刻條件下性能優(yōu)良、可靠性高的技術(shù)。其典型傳感元件包括兩個(gè)熱電阻（鉑RTD），一個(gè)是速度傳感器，一個(gè)是自動(dòng)補(bǔ)償氣體溫度變化的溫度傳感器。當(dāng)兩個(gè)RTD被置于介質(zhì)中時(shí)，其中速度傳感器被加熱到環(huán)境溫度以上的一個(gè)恒定的溫度，氣體流量計(jì)另一個(gè)溫度傳感器用于感應(yīng)介