沈阳宇杰真空设备有限公司
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一:磁控溅射系统靶中毒现象
(1)正离子堆积:靶中毒时,靶面形成一层绝缘膜,正离子到达阴极靶面时由于绝缘层的阻挡,不能直接进入阴极靶面,而是堆积在靶面上,容易产生冷场致弧光放电---打弧,使阴极溅射无法进行下去。
(2)阳极消失:靶中毒时,接地的真空室壁上也沉积了绝缘膜,到达阳极的电子无法进入阳极,形成阳极消失现象。
二:磁控溅射系统靶中毒的物理解释
(1)一般情况下,金属化合物的二次电子发射系数比金属的高,靶中毒后,靶材表面都是金属化合物,在受到离子轰击之后,释放的二次电子数量增加,提高了空间的导通能力,降低了等离子体阻抗,导致溅射电压降低。从而降低了溅射速率。一般情况下磁控溅射的溅射电压在400V-600V之间,当发生靶中毒时,溅射电压会显著降低。
(2)金属靶材与化合物靶材本来溅射速率就不一样,一般情况下金属的溅射系数要比化合物的溅射系数高,所以靶中毒后溅射速率低。
(3)反应溅射气体的溅射效率本来就比惰性气体的溅射效率低,所以反应气体比例增加后,综合溅射速率降低。
三:磁控溅射系统靶中毒的解决办法
(1)采用中频电源或射频电源。
(2)采用闭环控制反应气体的通入量。
(3)采用孪生靶
(4)控制镀膜模式的变换:在镀膜前,采集靶中毒的迟滞效应曲线,使进气流量控制在产生靶中毒的前沿,确保工艺过程始终处于沉积速率陡降前的模式。
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