小型濺射儀的工作原理是指電子在電場E的作用下，在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞，使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子；新電子飛向基片，Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶，并以高能量轟擊靶表面，使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜，而產(chǎn)生的二次電子會受到電場和磁場作用，產(chǎn)生E（電場）×B（磁場）所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運(yùn)動軌跡近似一條擺線。
若為環(huán)形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動，它們的運(yùn)動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi)，并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材，從而實現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠(yuǎn)離靶表面，并在電場E的作用下沉積在基片上。由于該電子的能量很低，傳遞給基片的能量很小，致使基片溫升較低。
小型濺射儀包括：氣路、真空系統(tǒng)、循環(huán)水冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。其中：
(1)氣路系統(tǒng)：與PECVD系統(tǒng)類似，磁控濺射系統(tǒng)應(yīng)包括一套完整的氣路系統(tǒng)。但是，與PECVD系統(tǒng)不同的是，PECVD系統(tǒng)中，氣路中為反應(yīng)氣體的通道。而磁控濺射系統(tǒng)氣路中一般為Ar、N2等氣體。這些氣體并不參與成膜，而是通過發(fā)生輝光放電現(xiàn)象將靶材原子轟擊下來，使靶材原子獲得能量沉積到襯底上成膜。
(2)真空系統(tǒng)：與PECVD系統(tǒng)類似，磁控濺射沉積薄膜前需要將真空腔室抽至高真空。因此，其真空系統(tǒng)也包括機(jī)械泵、分子泵這一高真空系統(tǒng)。
(3)循環(huán)水冷卻系統(tǒng)：工作過程中，一些易發(fā)熱部件(如分子泵)需要使用循環(huán)水帶走熱量進(jìn)行冷卻，以防止部件損壞。
(4)控制系統(tǒng)：綜合控制PECVD系統(tǒng)各部分協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)完成薄膜沉積，一般集成與控制柜。
更新時間：2022-04-26
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