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技术文章

溅射薄膜成膜过程

从蒸发源或溅射靶中出来的沉积粒子到达基片表面之后,经过吸附、凝结、表面扩散、迁移、碰撞结合形成稳定晶核。然后再通过吸附使晶核长大成小岛,岛长大后互相联结聚集,*形成连续薄膜。在这样的成膜过程中,蒸发法和溅射法的主要区别是:

对于真空蒸发法,其入射到基片上的气相原子对基片表面没有影响,成核条件不发生改变。在蒸发过程中,基片和薄膜表面受残余气体分子或原子的轰击次数较少,大约10的13次/cm²·s。所以杂质气体掺人到薄膜中的可能性较小。另外,蒸发的气相原子与残余气体很少发生化学反应。基片和薄膜的温度变化也不显著。

对于溅射法,入射到基片表面的离子和高能中性粒子对基片表面影响较大,可使基片表面变得比较粗糙、产生离子注入、表面小岛暂时带电以及与残余气体分子发生化学反应等。所以成核条件就有明显变化,成核中心形成过程加快,成核密度显著提高,工作气体分子、残余气体分子、原子和离子都可对基片表面产生量级为10的17次/cm²·s的轰击。这显然比蒸发过程中出现的要大得多。因此杂质气体或外部材料掺入薄膜的机会较多,在薄膜中容易发生活化或离化等化学反应。另外,由于入射的溅射粒子有较大动能,基片和薄膜的温度变化也比较显著。