1. Formación de compuestos metálicos en la superficie del objetivo.
¿Dónde se forma el compuesto durante el proceso de formación de un compuesto a partir de la superficie de un objetivo metálico mediante pulverización catódica reactiva? Dado que la reacción química entre las partículas de gas reactivo y los átomos de la superficie del objetivo produce átomos de compuestos, que suele ser exotérmica, el calor de la reacción debe tener una vía de escape; de lo contrario, la reacción química no puede continuar. En condiciones de vacío, la transferencia de calor entre gases no es posible, por lo que la reacción química debe tener lugar en una superficie sólida. La pulverización catódica reactiva genera compuestos en las superficies del objetivo, del sustrato y otras superficies estructurales. El objetivo es generar compuestos en la superficie del sustrato; generar compuestos en otras superficies estructurales supone un desperdicio de recursos, y generar compuestos en la superficie del objetivo, que comienza como una fuente de átomos de compuestos, se convierte en un obstáculo para la generación continua de más átomos de compuestos.
2. Los factores de impacto del envenenamiento objetivo
El factor principal que afecta el envenenamiento del objetivo es la relación entre el gas de reacción y el gas de pulverización catódica; demasiado gas de reacción provocará envenenamiento del objetivo. El proceso de pulverización catódica reactiva se lleva a cabo en el área del canal de pulverización catódica de la superficie del objetivo que parece estar cubierta por el compuesto de reacción o el compuesto de reacción se despoja y vuelve a exponer la superficie metálica. Si la velocidad de generación del compuesto es mayor que la velocidad de despojo del compuesto, el área de cobertura del compuesto aumenta. A una cierta potencia, la cantidad de gas de reacción involucrado en la generación del compuesto aumenta y la velocidad de generación del compuesto aumenta. Si la cantidad de gas de reacción aumenta excesivamente, el área de cobertura del compuesto aumenta. Y si el caudal del gas de reacción no se puede ajustar a tiempo, la velocidad de aumento del área de cobertura del compuesto no se suprime y el canal de pulverización catódica se cubrirá aún más por el compuesto, cuando el objetivo de pulverización catódica esté completamente cubierto por el compuesto, el objetivo está completamente envenenado.
3. Fenómeno de envenenamiento del objetivo
(1) Acumulación de iones positivos: Cuando el objetivo se envenena, se forma una película aislante sobre su superficie. Los iones positivos alcanzan la superficie del cátodo debido al bloqueo de la capa aislante. No penetran directamente en la superficie del cátodo, sino que se acumulan en ella, lo que facilita la formación de un campo frío que origina una descarga de arco, impidiendo así la pulverización catódica.
(2) desaparición del ánodo: cuando el objetivo se envenena, la pared de la cámara de vacío conectada a tierra también deposita una película aislante, lo que hace que los electrones que llegan al ánodo no puedan ingresar al ánodo, lo que provoca la formación del fenómeno de desaparición del ánodo.
4. Explicación física del envenenamiento del objetivo
(1) En general, el coeficiente de emisión de electrones secundarios de los compuestos metálicos es mayor que el de los metales. Tras el envenenamiento del objetivo, su superficie está compuesta exclusivamente de compuestos metálicos. Tras el bombardeo iónico, aumenta la cantidad de electrones secundarios liberados, lo que mejora la conductividad del espacio y reduce la impedancia del plasma, lo que resulta en una tensión de pulverización catódica más baja. Esto reduce la velocidad de pulverización. Generalmente, la tensión de pulverización catódica con magnetrón se encuentra entre 400 V y 600 V, y cuando se produce el envenenamiento del objetivo, la tensión de pulverización catódica se reduce significativamente.
(2) La tasa de pulverización catódica original del objetivo de metal y del objetivo compuesto es diferente; en general, el coeficiente de pulverización catódica del metal es más alto que el coeficiente de pulverización catódica del compuesto, por lo que la tasa de pulverización catódica es baja después del envenenamiento del objetivo.
(3) La eficiencia de pulverización catódica del gas reactivo es originalmente menor que la eficiencia de pulverización catódica del gas inerte, por lo que la tasa de pulverización catódica integral disminuye después de que aumenta la proporción de gas reactivo.
5. Soluciones para el envenenamiento objetivo
(1) Adopte una fuente de alimentación de frecuencia media o una fuente de alimentación de radiofrecuencia.
(2) Adopte el control de circuito cerrado de la entrada de gas de reacción.
(3) Adoptar objetivos gemelos
(4) Controlar el cambio del modo de recubrimiento: antes del recubrimiento, se recopila la curva del efecto de histéresis del envenenamiento del objetivo para que el flujo de aire de entrada se controle en la parte delantera de la producción del envenenamiento del objetivo para garantizar que el proceso esté siempre en el modo antes de que la tasa de deposición caiga abruptamente.
–Este artículo es publicado por Guangdong Zhenhua Technology, un fabricante de equipos de recubrimiento al vacío.
Hora de publicación: 07-nov-2022