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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 功能薄膜 » 请教磁控溅射的气压和功率对薄膜质量的作用，谢谢！
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meteorabob

铜虫 (正式写手)

[交流] 请教磁控溅射的气压和功率对薄膜质量的作用，谢谢！

请问磁控溅射时，气压和功率的大小与生长的薄膜质量的关系是什么？
还有一个问题是：功率大小对应磁控溅射中的哪一个条件？是Ar+离子的速度？还是Ar+离子的数量？
谢谢大家！
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1楼 2012-05-02 10:29:56
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回帖支持 ( 显示支持度最高的前 50 名 )

nanodot

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
meteorabob: 金币+5 2012-05-04 23:16:40
蒋青松: 金币+2, 鼓励交流 2012-05-05 07:43:04
气压越低，真空质量越好，膜的质量高，杂质少。在一定的功率范围内，功率越高氩气电离度越高，氩离子的密度增加，应该是氩离子数量增加，提高溅射速率和溅射离子的能量，使成膜的附着力好，膜层致密。
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4楼2012-05-04 08:52:55
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shitou982

金虫 (正式写手)
★ ★ ★ ★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-06-30 09:19:05
meteorabob: 金币+2, 您的回答很有帮助！我说的是Ar的气压，谢谢！ 2012-07-02 08:52:21
不知道你问的是base pressure 还是溅射过程通Ar时保持的压力，前面当然越低越好，有氧气或氮气，薄膜的纯度会下降，Ar的压力，太高，溅射太快，靶材损耗大，低了可能起不了辉光，膜长得慢。
功率大小跟速度有关系，功率大,Ar+的速度快，沉积速度快，但可能会造成后期长上的膜被撞击下来，厚度增长缓慢，甚至减小

[ Last edited by shitou982 on 2012-6-29 at 19:59 ]
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13楼2012-06-29 19:57:09
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普通回帖

minglight9

铁杆木虫 (著名写手)
★ ★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-05-05 07:43:35
功率影响的是Ar+离子的速度
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2楼2012-05-02 18:03:45
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userhung

禁虫 (文学泰斗)
★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
不是Ar+离子的数量
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3楼2012-05-02 18:30:58
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meteorabob

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by nanodot at 2012-05-04 08:52:55:
气压越低，真空质量越好，膜的质量高，杂质少。在一定的功率范围内，功率越高氩气电离度越高，氩离子的密度增加，应该是氩离子数量增加，提高溅射速率和溅射离子的能量，使成膜的附着力好，膜层致密。

谢谢您耐心的解答！有一点是我说的气压不是溅射开始时抽真空达到的气压，是溅射时的气压，这不会涉及到杂质的问题吧？这个时候的气压大小和薄膜质量有什么关系呢？谢谢！
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5楼2012-05-04 23:05:59
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nanodot

金虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★
meteorabob: 金币+5, 好，谢谢啦！您讲得很详细 2012-05-09 13:15:25
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-06-30 09:18:43
引用回帖:
4楼: Originally posted by nanodot at 2012-05-04 08:52:55:
气压越低，真空质量越好，膜的质量高，杂质少。在一定的功率范围内，功率越高氩气电离度越高，氩离子的密度增加，应该是氩离子数量增加，提高溅射速率和溅射离子的能量，使成膜的附着力好，膜层致密。

为了保护分子泵，一般工作气压是要小10Pa的。只要真空腔内有其它物质肯定有微量的掺杂，这是可以忽略不计的。工作气压的大小对沉积速率是有一定影响的，有一个最大值，你可以根据你的材料和你实验的其它条件测出这个最优值。一般金属靶材比较容易起辉，在1Pa左右就可以，陶瓷靶材一般在5到7Pa，当然也要根据实际情况，等靶材起辉稳定后再将工作气压调到你所需要的工作气压，开始制备薄膜，一般是在0.5Pa。你要了解详细的内容，你可以找一本薄膜物理与技术方面的书看看，那上面比我讲得详细。
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7楼2012-05-05 09:22:43
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neu234

木虫之王 (文学泰斗)
★ ★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
蒋青松: 金币+1, 鼓励交流 2012-06-30 09:18:49
应该是Ar+离子的速度
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8楼2012-05-05 09:52:47
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091820053

禁虫 (知名作家)
★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
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9楼2012-06-28 14:52:19
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meteorabob

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
9楼: Originally posted by 091820053 at 2012-06-28 14:52:19
你好，我做薄膜的。。。您知道一般合金靶与陶瓷靶的最大溅射功率密度有什么关系吗？？他们都采用磁控溅射方式镀膜...

你好，我做得也不多，我只是知道大概合金靶的话，功率比较小就可以，因为是金属键，而陶瓷靶需要比较大的功率，因为是共价键。一般溅射合金靶的设备都比较小，而溅射陶瓷靶的设备都很大。
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10楼2012-06-28 17:05:21
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091820053

禁虫 (知名作家)
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11楼2012-06-29 10:43:06
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meteorabob

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
11楼: Originally posted by 091820053 at 2012-06-29 10:43:06
有没有做过NiCr  SiAl  ZnAl  ZnSnSb的镀膜的...

没有做过，不过我们做ZnO的设备功率一般是100~200W。
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12楼2012-06-29 16:12:54
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091820053

禁虫 (知名作家)
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14楼2012-06-30 08:19:33
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nanodot

金虫 (小有名气)
引用回帖:
8楼: Originally posted by neu234 at 2012-05-05 09:52:47
应该是Ar+离子的速度

一般陶瓷靶的功率不宜太高，具体多少功率合适不同的机器功率也不同吧，因为功率过高，陶瓷靶材容易被打破。合金靶材或者金属靶材就没有这个问题多大功率都可以，根据你的成膜要求调节就可以了。
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15楼2012-06-30 08:34:48
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meteorabob

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
14楼: Originally posted by 091820053 at 2012-06-30 08:19:33
换算成功率密度是多少呢...

这个我就不知道了，我们的靶大概就直径10cm，功率除以面积就是功率密度吗？你可以算算
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16楼2012-07-02 08:49:40
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philowjz

铜虫 (小有名气)
★
meteorabob(金币+1): 谢谢参与
溅射时的气压要合适才行，太小了辉光不稳定，溅射速率快，薄膜质量差，太大了之后能量散射又比较大，一般我采用1-4Pa，功率对播磨溅射速率和薄膜晶化质量影响也很大，功率小了晶化差一些
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xsz2013
17楼2012-07-11 15:06:37
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xaifei

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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7楼: Originally posted by nanodot at 2012-05-05 09:22:43
为了保护分子泵，一般工作气压是要小10Pa的。只要真空腔内有其它物质肯定有微量的掺杂，这是可以忽略不计的。工作气压的大小对沉积速率是有一定影响的，有一个最大值，你可以根据你的材料和你实验的其它条件测出这 ...

根据你说的意思可能是指真空室里面的气体分压，举个例子，比如我用磁控溅射渡CrN，当腔体里的Ar：N2比偏大时，那么电离之后分子碰撞的自由程变大，这样导致溅射出来电离原子的能量损失就更大，从而薄膜的质量偏低，还有你说的功率大会导致离子的数量增加，因为功率大靶材的溅射会增加，离子数会增加的，不知道我的回答你是否满意，谢谢！
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18楼2013-04-11 08:55:33
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南宫若萱涟漪

金虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
18楼: Originally posted by xaifei at 2013-04-11 08:55:33
根据你说的意思可能是指真空室里面的气体分压，举个例子，比如我用磁控溅射渡CrN，当腔体里的Ar：N2比偏大时，那么电离之后分子碰撞的自由程变大，这样导致溅射出来电离原子的能量损失就更大，从而薄膜的质量偏低， ...

可是想要得到的薄膜的比例就是N含量少一点，你说Ar：N2比偏大导致薄膜的质量偏低，那这该怎么办啊？
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19楼2014-09-12 09:30:15
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xsz2013

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
10楼: Originally posted by meteorabob at 2012-06-28 17:05:21
你好，我做得也不多，我只是知道大概合金靶的话，功率比较小就可以，因为是金属键，而陶瓷靶需要比较大的功率，因为是共价键。一般溅射合金靶的设备都比较小，而溅射陶瓷靶的设备都很大。...

您这种方法存疑吧，溅射过程是物理过程，不破坏价键的，功率大小不应该从价键的角度去分析吧
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20楼2015-04-16 15:23:10
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xsz2013

铜虫 (小有名气)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
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引用回帖:
17楼: Originally posted by philowjz at 2012-07-11 15:06:37
溅射时的气压要合适才行，太小了辉光不稳定，溅射速率快，薄膜质量差，太大了之后能量散射又比较大，一般我采用1-4Pa，功率对播磨溅射速率和薄膜晶化质量影响也很大，功率小了晶化差一些

为什么你认为溅射气压太小了辉光不稳定，溅射速率快呢？气压小，溅射速率大？这种推理是基于什么呢，求指教
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21楼2015-04-16 15:26:02
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3095355946楼
2012-05-04 23:40   回复  
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