等离子体束溅射：一种崭新的镀膜技术

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等离子体束溅射：一种崭新的镀膜技术
- v; i. `3 D1 ?' ?. c: _0 HM.Vopsaroiu, M.J. Thwaites, S.Rand, P.J.Grundy, K.O’Grady, Member IEEE
方立武 北京利方达真空技术有限责任公司 100029


摘要：本文详细描述一种等离子体高效溅射系统及应用工艺。此种崭新的溅射技术结合了蒸发镀的高效及溅射镀的高性能特点，特别在多元合金以及磁性薄膜的置备，具有其他手段无可比拟的优点。
# u/ U+ g. e3 r1 O4 t1． 简介
/ \" n8 g% O3 Q/ O7 V' m- m       蒸镀工艺的最大特点在于高的沉积速率，缺点是薄膜的结合力低，致密度差；溅射工艺能制备致密高、结合力好的薄膜，但存在成膜速度慢，难以制备复杂膜、磁性薄膜等的缺点。本文将详细介绍一种崭新溅射镀膜技术以及应用此技术构建的系统。该种镀膜系统基于Plasma Quest 公司创立的高利用率等离子体溅射源（ High Target Utilization PlasmaSputtering(HiTUS)）。并介绍该系统在不同应用领域的使用结果。
2． 高利用率等离子体溅射（High Target Utilization Plasma Sputtering(HiTUS)）源
      HiTUS 高利用率等离子体溅射源是一种崭新又古典的溅射源。他实际上是由利用射频功率产生的等离子体（ICP）源、等离子体聚束线圈、偏压电源等组成的一个溅射镀膜系统。该等离子体源装置在真空室侧面。如下图一所示。图二为实际的镀膜机照片[a]。该等离子体束在电磁场的作用下被引导到靶上，在靶表面形成高密度等离子体。同时靶连接有DC/RF偏压电源，从而实现高效可控的等离子体溅射。等离子体发生装置与真空室的分离设计是实现溅射工艺参数宽范围可控的关键，而这种广阔的可控性使得特定的应用能确定工艺参数最优化[4]。
" y( m5 p! q" M: W4 z$ E2 V6 g  g      与通常的磁控溅射由于磁控靶磁场的存在而在靶材表面形成刻蚀环不同，HiTUS 系统由于取消了靶材背面的磁铁，从而能对靶材实现全面积均匀刻蚀。这种刻蚀方法的结果是靶材的利用率从一般磁控靶溅射刻蚀的25%提高到80%至90%。这就是这种系统取名“HiTUS”高利用率等离子体溅射（High Target Utilization Plasma Sputtering(HiTUS)）的原因[4]。

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