真空溅镀原理

一、DC Sputtering原理：(适合导体材料的溅镀)

    在真空溅镀舱中，打入Ar，电极加数KV的直流电，因而产生辉光放电。

    辉光放电将产生Ar()电浆，电浆中因阴极电位降而加速(阴极带负电荷)，冲撞target表面，使target表面粒子溅射，溅射粒子沉积于substrate上，形成薄膜。

如何计算到substrate的溅射粒子数目呢?假设溅射到substrate的溅镀粒子总量Q，则

: 常数， : target 的蒸发总量，P: 溅镀用气体压力，d: target到substrate的距离。

:target离子电流，e:电子电荷量，s:溅镀速率，A:溅镀物原子量，N: 一般来说，溅镀时的放电电流，为放电压，所以，取决于target。

    所以溅镀于substrate的量正比于溅镀装置消耗电力(  )，反比于气体压力及target到substrate的距离。

二、RF Sputtering原理：(适合所有固体材料之溅镀)

    如果target为绝缘体，则由于target表面带正电位(target接负电(阴极))，因而造成靶材表面与阳极的电位差消失，不会持续放电，无法产生辉光放电效应，所以若将直流供电改为RF电源，则绝缘体的target亦可维持辉光放电。

    接RF电源后，电浆中电子移动度将大于离子移动度，target表面累积过剩电子，target表面直流偏压为负电位，如此即可溅镀。

    为使电力充分导入放电，在高周波电源及电极间插入阻抗匹配电路。阻抗匹配电路与target电极间串联电容器，绝缘体target也会激起负电位偏压。此负电位约在高周波溅镀施加电压的峰值(实效值的  倍)。

    Target在水冷时同时施加RF高电压，所以水冷配管要使用teflon等绝缘物，并用电阻高的冷却水，放电阻抗一般为1~10，以将匹配电路整合成电源的50。

假设溅镀装置流入target电流密度为

C: 电浆与target间的静电容量，  为target表面电位对时间的变化量。

Note: RF的频率不可过高，否则会不易对target供给电力。

增加的话，则越容易产生溅镀。(也就是说在越短的时间内表面负电位增加越多的话，越容易溅镀，所以在RF供电频率容许范围内，增加RF频旅可增加成膜率)

三、溅镀注意事项：

    溅镀时若欲增加成膜率，以提高cycle time，通常以加大溅镀电压或降低Ar流量(减少Ar压力)行之，但Ar流量若过低将产生无法形成辉光放电的危险，故最好还是以调整溅镀功率及电压为准。

    当靶材变薄后，由于靶与透明片距离增加，所以成膜率将减少，请适时调整成膜率。

    当仅溅镀一种材质的靶材时，请尽量降低透明片的温度以使溅镀粒子打到透明片上不致得到过多能量，因而破坏键结，又反弹回去(适用于CD、DVD)。但在镀多层膜时，镀第二层以上时即需提高温度以使溅镀面温度与尽量与溅镀粒子温度接近，增加界面间的平整性(适用于CD-RW、DVD-RAM)。

    Ar流量过高会造成溅镀面粗糙或是孔洞增加，故请千万要适量