磁控濺射鉬靶
磁控濺射鉬靶的純度為99.95%,密度10.2克/立方釐米,熔點2610℃,沸點5560℃。類型包括矩形磁控濺射鉬靶、圓形磁控濺射鉬靶和圓柱管磁控濺射鉬靶。磁控濺射鉬靶具有強度大、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等多種優良性能。磁控濺射鉬靶主要用於平面顯示器、薄膜太陽能電池的電極和配線材料以及半導體的阻擋層材料。
磁控濺射鉬靶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生碰撞,使其電離產生出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,並以高能量轟擊靶表面,使靶材發生濺射。
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,而產生的二次電子會受到電場和磁場作用,產生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運動軌跡近似於磁控濺射磁控濺射一條擺線。若為環形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運動,它們的運動路徑不僅很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區域內,並且在該區域中電離出大量的Ar 來轟擊靶材,從而實現了高的沉積速率。隨著碰撞次數的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠離靶表面,並在電場E的作用下最終沉積在基片上。由於該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。
磁控濺射鉬靶是入射粒子和靶的碰撞過程。入射粒子在靶中經歷複雜的散射過程,和靶原子碰撞,把部分動量傳給靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成級聯過程。在這種級聯過程中某些表面附近的靶原子獲得向外運動的足夠動量,離開靶被濺射出來。
磁控濺射鉬靶的利用率可成為磁控濺射源的工程設計和生產工藝成本核算的一個參數。截止2012年,還沒有見到對磁控濺射靶材利用率專門或系統研究的報導,而從理論上對磁控濺射靶材利用率近似計算的探討具有實際意義。對於靜態直冷矩形平面靶,即靶材與磁體之間無相對運動且靶材直接與冷卻水接觸的靶, 靶材利用率( 最大值) 數據多在20%~30%左右,且多為估計值。為了提高靶材利用率,研究出來了不同形式的動態靶,其中以旋轉磁場圓柱靶最著名且在工業上被廣泛應用,據稱這種靶材的利用率最高可超過70%,但缺少足夠數據或理論證明。常見的磁控濺射鉬靶材從幾何形狀上看有三種類型:矩形平面、圓形平面和圓柱管。