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蒸鍍系統
濺鍍系統 (Evaporation Deposition System)
儀器概覽
濺鍍（Sputtering）是一種物理氣相沉積技術（PVD），利用氬離子轟擊靶材，使靶材原子被動能擊出並沉積於基板表面形成薄膜。此技術能在較低溫下製作高密度、高附著力的薄膜，常用於半導體、光電與磁性元件製程中。
主要應用與功能
- 半導體製程： 沉積金屬導線與電極層，用於晶片導通與互連結構。
- 光電與太陽能元件： 製作透明導電層、反射層或吸收層，用於光電偵測器與太陽能電池。
- 磁性元件製程： 製作磁性薄膜，用於資料儲存與感測元件。
- 微機電系統（MEMS）： 形成導電或保護層，提高微結構的耐用性與導電性能。
工作原理
- 真空腔體與氬氣引入： 將樣品置於真空腔中，引入氬氣形成低壓環境。
- 等離子體產生： 施加電壓後，氬氣被電離產生氬離子（Ar⁺）與電子。
- 靶材濺射： 氬離子在電場作用下轟擊靶材表面，使靶材原子脫離並向上沉積於基板。
- 薄膜成長： 透過基板加熱與旋轉控制，薄膜可均勻沉積並形成緻密結構。
DC 與 RF 濺鍍技術比較
以下表格比較了 DC 濺鍍 (Direct Current Sputtering) 與 RF 濺鍍 (Radio Frequency Sputtering) 的主要特性與應用差異：
| 特性 | DC 濺鍍 (直流濺鍍) | RF 濺鍍 (射頻濺鍍) |
|---|---|---|
| 適用材料 | 導電金屬（如 Cu、Al） | 導電或非導電材料（如氧化物、氮化物） |
| 原理 | 直流電場使離子轟擊靶材並濺射出原子 | 射頻電場激發離子轟擊靶材並釋放原子 |
| 沉積速率 | 高 | 相對較低 |
| 薄膜均勻性與品質 | 均勻、附著力良好 | 高品質、可控制成分與密度 |
| 限制 | 無法鍍非導電材料 | 沉積速率較慢 |
| 主要應用 | 金屬電極、導線互連層 | 氧化物膜、氮化物膜、光電薄膜 |
