纵向磁场中溅射机理研究

摘要

将传统磁控溅射设备阴极内的磁场屏蔽，而在基片下放置一块永磁铁，即在溅射空间加一纵向磁场；利用该纵向磁场进行溅射。利用这种配置，我们可以研究纵向磁场对溅射粒子的运动影响。我们发现，在这种实验装置下，所沉积的薄膜的表面宏观形貌呈现规则的几何图形特征：膜的中央有一圆斑，而在圆斑的外围有规则分布的环。但这一中央圆斑的膜厚随着靶材元素和基片在磁铁上方的高度而变化。对这一实验现象的产生机理，我们发现从量子力学角度、宏观量子效应角度，以及直接考虑由于梯度磁场使粒子在横向产生偏离都不能彻底解释我们的实验现象。最终我们认为，在我们的溅射空间中，存在着大量溅射靶材的离子，溅射靶材的离子在溅射过程中会受到洛仑兹力作用、梯度磁场力的作用，以及他们的相互作用力；导致了斑环的产生。从而对纵向磁场中的溅射机理进行了探讨。

目录

文摘

英文文摘

第一章序言——本课题的研究背景与意义

第二章溅射制膜的基本原理

§2.1.气体中的放电

§2.2溅射原理

2.2.1溅射现象

2.2.2直流溅射与射频溅射

2.2.3磁控溅射

§2.3带电粒子在恒定电场和磁场中的运动

§2.4膜厚测量

第三章纵向磁场中溅射机理的初步研究

§3.1样品的制备

§3.2纵向磁场中沉积薄膜的宏观形貌

3.2.1载玻片上沉积薄膜的宏观形貌

3.2.2石英片基片上沉积薄膜的宏观形貌

3.2.3非金属薄膜宏观形貌的变化

§3.3溅射机理研究

第四章总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间的科研成果

致 谢