直流溅射是一种利用电极在真空或惰性气体中将材料溅射到衬底上来形成薄膜的技术。与射频溅射相比,直流溅射的能量很低,因此无法将材料溅射到不良导体如绝缘体表面。另外,直流溅射形成的薄膜的结构比较致密,适合制备金属和合金化合物薄膜。
1.直流溅射为什么不能溅射绝缘体
直流溅射使用的粒子能量较低,通常在100欧姆左右,只能生成非晶态薄膜,如果通过提高电压或电流等手段使得粒子能量变高,会导致产生大量电子和阳离子,加速材料的氧化与降解,形成质量差、结构疏松的膜。
在随后沉积表面物质时,需要释放一个电子或者产生一些被壁反弹的粒子电离下游的原子和离子,然而绝缘体会过度地吸收这些能量,导致不能产生所需的粒子电离,最终无法形成均匀致密的薄膜。
2.直流溅射和射频溅射的区别
直流溅射和射频溅射都可以用来制备薄膜,但是它们有着明显的区别。射频溅射使用的是高频交流电源,在离子击打靶材时提供了较高的能量,从而使得喷射到衬底表面的离子具有更高的动能,可以克服许多表面障碍,形成高质量、高结晶性的薄膜。此外,射频溅射的过程中也容易控制制备工艺参数,例如气压、离子能量分布等。
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