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磁控靶濺射沉積率的影響因素

發(fā)布時(shí)間:2014-12-11 07:19      發(fā)布人:admin  瀏覽量:4297

        濺射沉積率是表征成膜速度的參數(shù),其沉積率高低除了與工作氣體的種類與壓力、靶材種類與“濺射刻蝕區(qū)“的面積大小、靶面溫度與靶面磁場(chǎng)強(qiáng)度、靶源與基片的間距等影響因素外,還受靶面的功率密度,亦即靶電源輸出的“濺射電壓與電流”兩個(gè)重要因素的直接影響。

       1、濺射電壓與沉積率

  在磁控靶前磁場(chǎng)控制區(qū)域間的等離子體越強(qiáng)烈和密集,靶材上的原子脫離率就越高。在影響濺射系數(shù)的諸因數(shù)中,當(dāng)靶材、濺射氣體等業(yè)已選定之后,比較起作用的就是磁控靶的放電電壓。一般來(lái)說(shuō),在磁控濺射正常工藝范圍內(nèi),放電電壓越高,磁控靶的濺射系數(shù)就越大;也就是說(shuō)入射離子的能量越大,濺射系數(shù)也越大。在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi),其影響是緩和的和漸變的。

        2、濺射電流與沉積率

  磁控靶的濺射電流與靶面離子流成正比,因此對(duì)沉積率的影響比電壓要大得多。增加濺射電流的辦法有兩個(gè):一個(gè)是提高工作電壓;另一個(gè)是適當(dāng)提高工作氣體壓力。沉積速率對(duì)應(yīng)有一個(gè)最佳氣壓值,在該氣體壓力下,其相對(duì)沉積率最大,這個(gè)現(xiàn)象是磁控濺射的共同規(guī)律。在不影響膜層質(zhì)量或滿足用戶要求的前提下,由濺射產(chǎn)額來(lái)考慮氣體壓力的最佳值是比較合適的。

        3、濺射功率與沉積率

  一般來(lái)說(shuō),磁控靶的濺射功率增高時(shí),薄膜的沉積率速率也會(huì)變大;這里有一個(gè)先決條件,就是:加在磁控靶的濺射電壓足夠高,使工作氣體離子在陰-陽(yáng)極間電場(chǎng)中獲得的能量,足以大過(guò)靶材的“濺射能量閥值”。有的時(shí)候,磁控靶的濺射電壓很低(例如2百多伏),濺射電流也比較高,雖然平均濺射功率不低,卻會(huì)出現(xiàn)靶材離子濺射出不來(lái),不能發(fā)生濺射沉積成膜的情況。記錄磁控靶的濺射電壓和濺射電流數(shù)據(jù),不但可以知道磁控靶的“濺射功率”,而且還可以大致了解轟擊靶面離子的能量的高低和正確估計(jì)靶材離子的沉積狀況,對(duì)分析很多真空鍍膜中的問(wèn)題和現(xiàn)象都會(huì)有幫助。

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