靶片間距對金屬化成膜速率和薄膜性能的影響

靶片間距對成膜速率的影響

       除了濺射功率, 靶片間距也是影響成膜速率的重要因素之一。這主要是因為隨著靶片間距的增加, 被濺射材料射向基片時與氣體分子碰撞的次數(shù)增多, 同時等離子密度也減弱, 動能減少, 因此沉積速率減少。

圖5：不同靶片間距下的成膜速

      實驗保持其他條件不變, 測試了不同靶片間距下Cr 靶、Ni- Cu 靶和Ag 靶的成膜速率如圖5�？梢�, 隨著靶片間距的增加, 成膜速率迅速降低,在超過8 cm 以后成膜速率降低明顯變緩。

 靶片間距對薄膜性能的影響

        濺射鍍膜時, 基片位于陽極, 靶材位于陰極,則在兩極間形成輝光放電�；�- 靶距將直接影響到輝光放電。若兩極距離較大, 放電比較集中在陰極和陽極的中心, 使陰極濺射較強烈; 若距離太大, 在氣體中產(chǎn)生的離子會由于非彈性碰撞被慢化, 以至于當其撞擊到陰極時已不能產(chǎn)生二次電子; 而距離較小, 則放電較分散, 陰極邊緣濺射較強烈; 若距離太小, 二次電子在撞擊陰極后不能進行足夠能量的電力碰撞。因此, 靶材與基片之間必須保持一定的距離, 過大或過小鍍膜的均勻性和致密性都較差。

       實驗保持其他條件不變, 在不同靶片間距下制備了Cr (150 nm)/Ni- Cu (460 nm)/Ag(200 nm) 結構的金屬化薄膜, 可以看出, 初期隨著靶片間距的降低, 成膜速率降低, 產(chǎn)生的薄膜內(nèi)應力也隨著降低, 于是薄膜抗拉強度和焊接性能都明顯提高; 當靶片間距超過8cm 后, 薄膜沉積過慢, 結構疏松, 致密性下降, 造成結合力和焊接合格率迅速下降。因此, 認為8 cm 的靶片間距是比較合適的。