双靶磁控溅射仪是一种物理气相沉积设备,主要用于在真空环境中通过磁控溅射技术将两种不同的材料靶材(如金属、合金或化合物)溅射成原子或分子,并沉积到基片表面形成薄膜。
其核心原理是利用电场和磁场的共同作用: 电子在电场加速下与工作气体(如氩气)碰撞电离,产生的离子轰击靶材表面,使靶材原子被溅射出来并沉积成膜;磁场则约束电子运动轨迹,提高电离效率并降低基片温度,从而实现高速、低温的薄膜生长。
双靶设计赋予设备明显优势: 两个独立靶位可同时或交替工作,通过调节功率比例准确控制成分,实现合金、复合膜或多层结构的制备,例如共溅射生成氧化铟锡等功能薄膜。
双靶设计的优势
成分可调性:可同时安装两种不同靶材,通过调节功率分配,实现合金膜或复合膜的成分准确控制。
多层膜制备:通过交替溅射不同靶材,结合挡板控制沉积顺序,可制备具有特定界面结构的多层膜体系。
工艺灵活性:支持共溅射、反应溅射等多种模式,适应不同材料体系的制备需求。
应用场景
微电子与半导体:沉积金属电极(如铝、铜)、扩散阻挡层(如氮化钽)及功能薄膜。
材料表面工程:制备耐磨涂层(如氮化钛、类金刚石薄膜),提升刀具、模具表面硬度。
新材料研发:探索新型合金、磁性材料、超导材料等,研究薄膜的电学、磁学性能。
纳米技术:制备纳米厚度多层膜,研究超晶格、量子阱等低维结构特性。
操作要点
设备检查:确保真空密封性良好,冷却水路通畅。
装样布置:合理布置基片位置,保证膜厚均匀性。
靶材安装:表面清洁平整,与背板接触良好,确保冷却和导电效果。