溅射镀膜的技术特点
与传统的直空蒸发镀膜相比,溅射镀膜有以下特点:
(1)可以溅射大部分材料,尤其是高熔点、低蒸气压元素和化合物。只要是固体的金属、半导体、绝缘体、化合物和混合物等,基本都可以作为靶材。由于溅射氧化物等绝缘材料和合金时,几乎不发生分解和分馏,因而可用于制备与靶材组分相近的薄膜和组分均匀的合金膜,乃至成分复杂的超导薄膜。此外,采用反应溅射法还可制得与靶材完全不同的化合物薄膜,如氧化物、氮化物、碳化物和硅化物等。
(2)溅射膜与基板之间的附着性好。由于溅射原子的能量比蒸发原子能量高1-2个数量级,因此,高能粒子沉积在基板上进行能量转换,产生较高的热能,增强了溅射原子与基板的附着力。其中,一部分高能量的溅射原子将产生不同程度的注入现象,在基板上形成一层溅射原子与基板材料原子相互“混溶”的所谓伪扩散层。此外,在溅射粒子的轰击过程中,基板始终处于等离子区被清洗和激活,清除了附着不牢的淀积原子,净化且活化基板表面。因此,使得溅射膜层与基板的附着力大大增强。
(3)因为溅射镀膜的粒子颗粒细小,沉积的膜层相当光滑,密度高,针孔少。另外先进的材料技术可以制备纯度很高的靶材,所以可以获得纯度很高的膜层。
(4)膜厚可控性和重复性好。由于溅射镀膜时的放电过程非常稳定,通过控制靶电流则可有效控制沉积速率,因而溅射镀膜的膜厚可控性和多次溅射的膜厚重复性相当好,能够有效地镀制预定膜厚的薄膜。此外,溅射阴极通常是线性的,因此可以在较大面积上获得厚度均匀的薄膜。另外,由于射频溅射和磁控溅射技术的发展,在实现快速溅射淀积和降低基板温度方面获得了很大的进步。