Im vorherigen Artikel haben wir über die Eigenschaften von Sputterbeschichtungen gesprochen, und dieser Artikel wird die Eigenschaften von Sputterbeschichtungen weiter erläutern.
(4) Die Substrattemperatur ist niedrig. Die Sputterrate ist hoch, da die Elektronenkonzentration im Magnetfeld des Kathodentargets – also in einem kleinen Bereich der Targetentladungsbahn – hoch ist. Außerhalb dieses Magnetfelds, insbesondere nahe der Substratoberfläche fernab des Magnetfelds, ist die Elektronenkonzentration aufgrund der Divergenz deutlich geringer und kann sogar niedriger sein als beim binären Sputtern (da der Betriebsgasdruck um eine Größenordnung unterschiedlich ist). Daher ist die Elektronenkonzentration auf der Oberfläche des beschossenen Substrats unter Sputterbedingungen deutlich niedriger als beim herkömmlichen Sekundärsputtern. Durch die geringere Anzahl an Elektronen im Substrat wird ein übermäßiger Anstieg der Substrattemperatur vermieden. Darüber hinaus kann beim Sputterverfahren die Anode der Sputtervorrichtung um die Kathode herum angeordnet werden, und der Substratrahmen kann ebenfalls auf einem schwebenden Potenzial liegen, sodass Elektronen über die Anode abfließen können, ohne den geerdeten Substratrahmen zu durchdringen. Dadurch wird die Anzahl der hochenergetischen Elektronen, die auf das plattierte Substrat treffen, reduziert, der durch den Elektroneneinfall verursachte Anstieg der Substraterwärmung verringert und die durch den Sekundärelektronenbeschuss des Substrats verursachte Wärme erheblich reduziert.
(5) Ungleichmäßiges Ätzen des Targets. Bei herkömmlichen Sputtertargets wird ein inhomogenes Magnetfeld verwendet. Dadurch entsteht im Plasma ein lokaler Konvergenzeffekt, der die Sputterätzrate an bestimmten Stellen des Targets extrem erhöht und zu einem deutlich ungleichmäßigen Ätzen führt. Die Ausnutzung des Targetmaterials liegt üblicherweise bei etwa 30 %. Um die Ausnutzung zu verbessern, können verschiedene Maßnahmen ergriffen werden, beispielsweise die Optimierung von Form und Verteilung des Targetmagnetfelds, sodass sich der Magnet innerhalb der Targetkathode bewegt.
(6) Das Sputtern magnetischer Targets ist schwierig. Besteht das Sputtertarget aus einem Material mit hoher magnetischer Permeabilität, verlaufen die Magnetfeldlinien direkt. Es kommt zu einem magnetischen Kurzschluss im Target, was die Entladung erschwert. Um ein räumliches Magnetfeld zu erzeugen, wurden verschiedene Ansätze verfolgt, beispielsweise die Sättigung des Magnetfelds im Target, das Einbringen zahlreicher Lücken im Target, um die Leckmagnetisierung zu erhöhen und so die Targettemperatur zu steigern, oder die Reduzierung der magnetischen Permeabilität des Targets.
– Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsmaschinenGuangdong Zhenhua
Veröffentlichungsdatum: 08.09.2023