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電子在電場的作用下加速飛向基片的過程中與氬原子發(fā)生碰撞,，電離出大量的氬離子和電子，電子飛向基片。氬離子在電場的作用下加速轟擊靶材，濺射出大量的靶材原子,，呈中性的靶原子(或分子)沉積在基片上成膜,。二次電子在加速飛向基片的過程中受到磁場洛侖磁力的影響,，被束縛在靠近靶面的等離子體區(qū)域內(nèi),，該區(qū)域內(nèi)等離子體密度很高,，二次電子在磁場的作用下圍繞靶面作圓周運(yùn)動(dòng)，該電子的運(yùn)動(dòng)路徑很長,。
磁控濺射包括很多種類,。各有不同工作原理和應(yīng)用對(duì)象。但有一共同點(diǎn)：利用磁場與電場交互作用,，使電子在靶表面附近成螺旋狀運(yùn)行,，從而增大電子撞擊氬氣產(chǎn)生離子的概率。所產(chǎn)生的離子在電場作用下撞向靶面從而濺射出靶材,。
靶源分平衡和非平衡式,，平衡式靶源鍍膜均勻，非平衡式靶源鍍膜膜層和基體結(jié)合力強(qiáng),。平衡靶源多用于半導(dǎo)體光學(xué)膜,，非平衡多用于磨損裝飾膜。磁控陰極按照磁場位形分布不同,，大致可分為平衡態(tài)和非平衡磁控陰極,。平衡態(tài)磁控陰極內(nèi)外磁鋼的磁通量大致相等，兩極磁力線閉合于靶面,，很好地將電子/等離子體約束在靶面附近，增加碰撞幾率,，提高了離化效率,，因而在較低的工作氣壓和電壓下就能起輝并維持輝光放電，靶材利用率相對(duì)較高,，但由于電子沿磁力線運(yùn)動(dòng)主要閉合于靶面,，基片區(qū)域所受離子轟擊較小.非平衡磁控濺射技術(shù)概念，即讓磁控陰極外磁極磁通大于內(nèi)磁極,，兩極磁力線在靶面不*閉合,，部分磁力線可沿靶的邊緣延伸到基片區(qū)域，從而部分電子可以沿著磁力線擴(kuò)展到基片,，增加基片區(qū)域的等離子體密度和氣體電離率.不管平衡非平衡,，若磁鐵靜止，其磁場特性決定一般靶材利用率小于30%,。
為增大靶材利用率,，可采用旋轉(zhuǎn)磁場。但旋轉(zhuǎn)磁場需要旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu),，同時(shí)濺射速率要減小,。旋轉(zhuǎn)磁場多用于大型或貴重靶,。如半導(dǎo)體膜濺射。對(duì)于小型設(shè)備和一般工業(yè)設(shè)備,，多用磁場靜止靶源,。用磁控靶源濺射金屬和合金很容易，點(diǎn)火和濺射很方便,。這是因?yàn)榘?陰極),，等離子體，和被濺零件/真空腔體可形成回路,。但若濺射絕緣體如陶瓷則回路斷了,。于是人們采用高頻電源，回路中加入很強(qiáng)的電容,。這樣在絕緣回路中靶材成了一個(gè)電容,。但高頻磁控濺射電源昂貴，濺射速率很小,，同時(shí)接地技術(shù)很復(fù)雜,，因而難大規(guī)模采用。為解決此問題,，發(fā)明了磁控反應(yīng)濺射,。
就是用金屬靶，加入氬氣和反應(yīng)氣體如氮?dú)饣蜓鯕?。?dāng)金屬靶材撞向零件時(shí)由于能量轉(zhuǎn)化,，與反應(yīng)氣體化合生成氮化物或氧化物。磁控反應(yīng)濺射絕緣體看似容易,，而實(shí)際操作困難,。主要問題是反應(yīng)不光發(fā)生在零件表面，也發(fā)生在陽極,，真空腔體表面,，以及靶源表面。從而引起滅火,，靶源和工件表面起弧等,。德國萊寶發(fā)明的孿生靶源技術(shù)，很好的解決了這個(gè)問題,。
其原理是一對(duì)靶源互相為陰陽極,，從而消除陽極表面氧化或氮化。冷卻是一切源(磁控,，多弧,，離子)所必需，因?yàn)槟芰亢艽笠徊糠洲D(zhuǎn)為熱量,，若無冷卻或冷卻不足,，這種熱量將使靶源溫度達(dá)一千度以上從而溶化整個(gè)靶源,。
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