光学镀膜设备原理及工艺

　　磁控溅射系统在阴极靶材的背后放置100～1000Gauss 强力磁铁, 真空室充入011～10Pa 压力的惰性气体(Ar),作为气体放电的载体。光学镀膜设备在高压作用下Ar 原子电离成为Ar+离子和电子, 电子在加速飞向基片的过程中, 受到垂直于电场的磁场影响, 使电子产生偏转, 被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内, 电子以摆线的方式沿着靶表面前进, 在运动过程中不断与Ar 原子发生碰撞, 电离出大量的Ar+离子，经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低, 摆脱磁力线的束缚, zui终落在基片、真空室内壁及靶源阳极上。而Ar+离子在高压电场加速作用下, 与靶材的撞击并释放出能量, 导致靶材表面的原子吸收Ar+离子的动能而脱离原晶格束缚, 呈中性的靶原子逸出靶材的表面飞向基片, 并在基片上沉积形成薄膜。

　　简单说：真空溅镀室先由高真空泵抽至一定压力之后，光学镀膜设备通过恒压仪器或质量流量计向溅镀室内充入惰性气体（如氩气）至一恒定压力（如2×10-1Pa 或5×10-1Pa ）后，在磁控阴极靶上施加一定功率的直流电源或中频电源，在正负电*压的作用下，阴极靶前方与阳极之间的气体原子被大量电离，产生辉光放电，电离的过程使氩原子电离为Ar+离子和可以独立运动的电子，在高压电场的作用下，电子飞向阳极，而带正电荷的Ar+离子则高速飞向作为阴极的靶材，并在与靶材的撞击过程中释放出其能量，获得相当高能量的靶材原子脱离其靶材的束缚而飞向基体，于是靶材粒子沉积在靶对面的基体上形成薄膜。

　　溅射产额Y 随入射离子能量E 变化的简单示意图，简称溅射曲线。从该图可以看出溅射产额随入射离子能量的变化有如下特征：存在一个溅射阈值，阈值能量一般为20~100 eV。当入射离子的能量小于这个阈值时，没有原子被溅射出来。通常当入射离子的能量为1~10 keV时，溅射产额可以达到一个zui大值。当入射离子的能量超过10 keV 时，溅射产额开始随入射离子的能量增加而下降。