溅射的基本原理——溅射镀膜过程★溅射镀膜过程靶材溅射过程、逸出粒子的形态溅射粒子的迁移过程溅射粒子的成膜过程入射离子从靶表面反射入射离子捕获电子形成中性原子或分子离子注入次级电子发射靶表面结构和组分变化靶表面气体解吸辐射射线离子轰击固体表面所产生的各种现象与固体材料的种类、入射离子种类和能量有关。溅射的基本原理——溅射镀膜过程10-100eV能量的Ar+离子对某些金属表面进行轰击时，平均每个入射离子所产生的各种效应及其发生几率。溅射的基本原理——溅射镀膜过程溅射粒子的迁移过程溅射粒子：正离子：不能到达基片中性原子或分子其余粒子均能向基片迁移中性粒子的平均自由程可以用下式表示式中，是溅射粒子的平均速度，是溅射粒子相互作用的平均碰撞次数，是溅射粒子与工作气体分子的平均碰撞次数。溅射的基本原理——溅射镀膜过程一般情况下，溅射粒子密度远小于工作气体的分子密度，则，故式中，和分别是工作气体分子的密度和平均速度；是溅射粒子与工作气体分子的碰撞面积。由于溅射粒子速度远大于气体分子的速度，有溅射的基本原理——溅射镀膜过程例题：Ar+离子溅射铜靶，已知（0℃，133Pa）求溅射离子的平均自由程？解：代入公式溅射镀膜的气体压力一般为101-10-1Pa，其平均自由程为1-10cm，因此，靶和基片的距离与溅射粒子的平均自由程大致相当。溅射粒子到达基片时的能量相当与蒸发原子的几十至上百倍。溅射的基本原理——溅射镀膜过程溅射粒子的成膜过程成膜机理将在薄膜物理部分讲，这里介绍几个相关问题。（1）淀积速率定义：淀积速率是指从靶材上溅射出来的物质，在单位时间内淀积到基片上的薄膜厚度。式中，是与溅射装置有关的特征常数，是离子电流，是溅射率。溅射的基本原理——溅射镀膜过程（2）淀积薄膜的纯度纯度——杂质——残余气体基本关系：设真空室体积，残余气体分压，氩气分压，残余气体量，氩气量，则有提高纯度——降低残余气体压力——提高真空度、增加氩气量。溅射的基本原理——溅射镀膜过程（3）淀积过程中的污染系统内部表面吸附的气体、水汽和二氧化碳；扩散泵油的回流引起的污染；基片表面吸附的固体颗粒，产生针孔和淀积污染；气体和靶材的纯度；（4）溅射条件的控制溅射气体或工作气体溅射率高、对靶材呈惰性、价廉、高纯溅射电压和基片电位基片温度预溅综合考虑靶材、基片、气氛、温度、几何结构、真空度、电场及磁场等参数。