磁控溅射技术研究进展.docx

磁控溅射技术研究进展

目录

内容概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3

1.1磁控溅射技术概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.1磁控溅射技术的基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1.2磁控溅射技术的发展历史．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.2研究意义与目的．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.1提高薄膜质量的重要性．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7

1.2.2磁控溅射技术在实际应用中的作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

磁控溅射设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

2.1磁控溅射系统的组成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

2.1.1靶材与基片．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12

2.1.2溅射腔体设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15

2.1.3电源与控制系统．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.2设备性能参数分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.2.1溅射功率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19

2.2.2溅射速率．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2.3薄膜厚度控制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

磁控溅射过程与机理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

3.1溅射过程的物理基础．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24

3.1.1电子与离子的相互作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

3.1.2能量转移与电荷积累．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

3.2磁控效应及其对溅射的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

3.2.1磁场对电子运动的控制作用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

3.2.2磁场对离子运动的影响．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．31

3.3溅射机理模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.3.1经典模型介绍．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.3.2现代模拟方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

磁控溅射技术的应用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

4.1薄膜材料制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38

4.1.1磁性材料制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

4.1.2非磁性材料制备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.2微电子器件制造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．43

4.2.1存储器芯片制造．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.2.2传感器元件制作．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

4.3能源存储领域．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．48

4.3.1超级电容器电极材料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

4.3.2燃料电池电极开发．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．50

磁控溅射技术的挑战与展望．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

5.1当前面临的主要挑战．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．