1.6.1 電漿原理 電漿原理 電漿原理 電漿原理
電漿是指由諸多離子、電子、分子、及原子團所組成的部份離子化氣體，電漿 的產生可經由在低壓下（l00mTorr~數個 Torr 之間）對兩個電極之間施加高電壓，
而在兩電極之間形成一個高電場。兩電極板之間帶正電荷的氣態離子藉著此一電場 而加速前往帶負電的電極板面上轟擊，因此會產生很多不同的粒子，其中包含了二 次電子。而這些遭轟擊出來的二次電子也在電場加速下，往正電的電極板方向前進，
在過程中將會與電極板之間的其他氣態粒子產生多次的碰撞，產生解離、激發或離 子化的反應。因離子化反應的離子將如前述一樣，在電場的加速下，獲得極大的能 量，而對陰極板板面進行轟擊而產生二次電子。因此，此時兩電極板之間離子與電 子，在低壓產生大量的離子與電子而形成電漿態。電漿內包含了帶正電的離子、帶 負電的電子與中性原子，故永遠保持在電中性的狀態。
1.6.2 射頻磁控濺鍍 射頻磁控濺鍍 射頻磁控濺鍍 射頻磁控濺鍍
鍍膜的方式常見的有三種：(1)蒸鍍法 (2)濺鍍法 (3)化學氣相沉積法，前二者又 稱為物理氣相沉積，至於本實驗 HfO2 薄膜則是使用濺鍍法，射頻磁控濺鍍法中最 重要的一個部份為真空，而沉積薄膜的方式很簡單，當真空腔體內抽到高真空後，
（Ar）氣體便被引進，並於 HFO2 靶位施加頻率 13.56 MHz 的交流電壓，使氬氣產 生離子化使得真空腔體內產生電漿，由於自生偏壓效應，電漿中的正離子受到負電 壓吸引加速，具有高能量後轟擊陰極靶材表面，將離子動量轉移給靶材原子，靶材 原子獲得動量後逸出靶材表面附著於基板上。簡單地說，就是將交流電壓輸入真空 系統中，進行濺擊靶材的薄膜製鍍工作。而射頻濺鍍系統使用交流電源，正負電壓 互相切換，電子會受到正電壓的吸引往靶材方向移動，在靶材上中和正電荷，所以 可以解決直流濺鍍正電荷累積在介質靶材上之問題，（圖 1-22）。
1.6.3 射頻濺鍍的優點 射頻濺鍍的優點 射頻濺鍍的優點 射頻濺鍍的優點
利用射頻濺鍍進行薄膜製鍍有以下之優點：
（1）大面積的覆蓋率佳，且所製鍍出來的薄膜較均勻。
（2）薄膜之均勻度與表面粗糙度較容易控制。
（3）金屬、合金或絕緣物均可做成薄膜材料。
（4）濺鍍沉積薄膜與靶材具有相同之組成。
（5）薄膜沉積率不因材質不同而變化太多。
（6）薄膜之沉積穩定且可預測。
（7）膜之附著性佳。
（8）靶材壽命長。
（9）可在較低溫度下形成薄膜。
（10）較蒸鍍易於得到化合物。
圖 1-22 射頻磁控濺鍍系統示意圖[24]