磁控溅射种类

用磁控靶源溅射金属和合金很容易，点火和溅射很方便。这是因为靶（阴极），等离子体，和被溅零件/真空腔体可形成回路。但若溅射绝缘体如陶瓷则回路断了。于是人们采用高频电源，回路中加入很强的电容。这样在绝缘回路中靶材成了一个电容。但高频磁控溅射电源昂贵，溅射速率很小，同时接地技术很复杂，因而难大规模采用。为解决此问题，发明了磁控反应溅射。就是用金属靶，加入Ar和反应气体如氮气或氧气。当金属靶材撞向零件时由于能量转化，与反应气体化合生成氮化物或氧化物。磁控反应溅射绝缘体看似容易，而实际操作困难。主要问题是反应不光发生在零件表面，也发生在阳极，真空腔体表面，以及靶源表面。从而引起灭火，靶源和工件表面起弧等。其原理是一对靶源互相为阴阳极，从而消除阳极表面氧化或氮化。冷却是一切源（磁控，多弧，离子）所必需，因为能量很大一部分转为热量，若无冷却或冷却不足，这种热量将使靶源温度达一千度以上从而溶化整个靶源。

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直流磁控溅射技术

为了解决阴极溅射的缺陷，人们在20世纪开发出了直流磁控溅射技术，它有效地克服了阴极溅射速率低和电子使基片温度升高的弱点，因而获得了迅速发展和广泛应用。其原理是：在磁控溅射中，由于运动电子在磁场中受到洛仑兹力，它们的运动轨迹会发生弯曲甚至产生螺旋运动，其运动路径变长，因而增加了与工作气体分子碰撞的次数，使等离子体密度增大，从而磁控溅射速率得到很大的提高，而且可以在较低的溅射电压和气压下工作，降低薄膜污染的倾向；另一方面也提高了入射到衬底表面的原子的能量，因而可以在很大程度上改善薄膜的质量。同时，经过多次碰撞而丧失能量的电子到达阳极时，已变成低能电子，从而不会使基片过热。因此磁控溅射法具有“高速”、“低温”的优点。该方法的缺点是不能制备绝缘体膜，而且磁控电极中采用的不均匀磁场会使靶材产生显著的不均匀刻蚀，导致靶材利用率低，一般仅为20%-30%。

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磁控溅射镀膜机

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ITO 薄膜的磁控溅射靶主要分为InSn 合金靶、In2O3-SnO2 陶瓷靶两类。在用合金靶制备ITO 薄膜时，由于溅射过程中作为反应气体的氧会和靶发生很强的电化学反应，靶面覆盖一层化合物，使溅射蚀损区域缩得很小(俗称“靶zhong毒”) ，以至很难用直流溅射的方法稳定地制备出优质的ITO 膜。也就是说，采用合金靶磁控溅射时，工艺参数的窗口很窄且极不稳定。陶瓷靶因能***溅射过程中氧的选择性溅射，能稳定地将金属铟和锡与氧的反应物按所需的化学配比稳定地成膜，故无zhong毒现象，工艺窗口宽，稳定性好。但这不等于说陶瓷靶解决了所有的问题，其薄膜光电性能仍然受制于基底温度、溅射电压、氧含量等主要工艺参数的影响，不同工艺制备出的ITO 薄膜的光电性能相差甚远。因此，开展ITO陶瓷靶磁控溅射工艺参数的优化研究很有意义。

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