離子濺射儀-濺射工作原理解析

離子濺射工作原理：

直流冷陰極二極管式，靶材處于常溫，加負高壓1-3kv，陽極接地。當接通高壓，陰極發射電子，電子能量增加到1-3kev，轟擊低真空中（3-10pA)的氣體，使其電離，激發出的電子在電場中被加速，繼續轟擊氣體，產生聯級電離，形成等離子體。離子以1-3kev的能量轟擊陰極靶，當其能量高于靶材原子的結合能時，靶材原子或者原子簇，脫離靶材，又經過與等離子體中的殘余氣體碰撞，因此方向 各異，當落在樣品表面時，可以在粗糙的樣品表面形成厚度均一的金屬薄膜，而且與樣品的結合強度高。如果工作室中的氣體持續流動，保持恒定壓力，這時的離子流保持恒定。 高壓的功率決定了最大離子流，一般有最大離子流限制，用于保護高壓電源。

濺射鍍膜厚度經驗公式：
D=KIVt
D--鍍膜厚度 單位 埃   0.1nm
K--為常數，與靶材、充入氣體和工作距離有關， 當工作距離（靶材與樣品的距離）為50mm，黃金靶，
         氣體為氬氣時，K=0.17;
         氣體為空氣時，K=0.07
I--離子流 單位mA
V--陰極（靶）高壓 單位 KV
t--濺射時間   單位秒。

1. 一般工作距離可調，距離越近，濺射速度越快，但熱損傷會增加。

2. 離子流的大小通過控制真空壓力實現，真空度越低，I越大，濺射速度越快，原子結晶晶粒越粗，電子轟擊樣品（陽極）產生的熱量越高；真空度越高,I 越小，濺射速度越慢，原子結晶晶粒越細小，電子轟擊樣品產生的熱量小。

3. 加速電壓為固定,也有可調的，加速電壓越高，對樣品熱損傷越大。一般使用金屬靶材的正比區域。

4. 有些熱敏樣品，需要對樣品區進行冷卻，水冷或者帕爾貼冷卻；也可以采用磁控裝置，像電磁透鏡一樣把電子偏離樣品。經過這樣的改造，當然會增加很高的成本?？梢栽谑灡砻鏋R射一層金屬，而沒有任何損傷！

5. 真空中的雜質越多，鍍膜質量越差。一般黃金比較穩定，可以采用空氣作為等離子氣源，而其他很多靶材則需要惰性氣體為好。

6. 氣體原子序數越高，動量越大，濺射越快，但晶粒會較粗，連續成膜的膜層較厚。

7. 保持真空室的潔凈對高質量的鍍膜有很大好處。

8. 不要讓機械真空泵長期保持極限真空，否則容易反油。