Quels sont les facteurs qui affectent l'empoisonnement de la cible lors de la pulvérisation magnétron ?

1. Formation de composés métalliques sur la surface cible
Où se forme le composé lors de la formation d'un composé à partir d'une surface cible métallique par pulvérisation cathodique réactive ? La réaction chimique entre les particules de gaz réactif et les atomes de la surface cible produisant des atomes de composé, généralement exothermique, la chaleur de réaction doit pouvoir s'évacuer, faute de quoi la réaction chimique ne peut se poursuivre. Sous vide, le transfert de chaleur entre les gaz est impossible ; la réaction chimique doit donc avoir lieu sur une surface solide. La pulvérisation cathodique réactive génère des composés sur les surfaces cibles, les surfaces du substrat et d'autres surfaces structurelles. L'objectif est de générer des composés sur la surface du substrat, tandis que la génération de composés sur d'autres surfaces structurelles est un gaspillage de ressources. De plus, la génération de composés sur la surface cible, initialement source d'atomes de composé, devient un obstacle à la production continue d'atomes de composé.

2. Les facteurs d'impact de l'empoisonnement ciblé
Le principal facteur influençant l'empoisonnement de la cible est le rapport entre le gaz de réaction et le gaz de pulvérisation. Une quantité excessive de gaz de réaction peut entraîner un empoisonnement de la cible. La pulvérisation réactive est effectuée à la surface de la cible : la zone du canal de pulvérisation semble recouverte par le composé de réaction, ou celui-ci est décapé et la surface métallique est à nouveau exposée. Si la vitesse de génération du composé est supérieure à la vitesse de décapage, la zone de couverture du composé augmente. À une certaine puissance, la quantité de gaz de réaction impliquée dans la génération du composé augmente, tout comme la vitesse de génération du composé. Une augmentation excessive de la quantité de gaz de réaction entraîne une augmentation de la zone de couverture du composé. Si le débit du gaz de réaction n'est pas ajusté à temps, la zone de couverture du composé n'est pas freinée et le canal de pulvérisation est davantage recouvert par le composé. Lorsque la cible de pulvérisation est entièrement recouverte par le composé, la cible est complètement empoisonnée.

3, Phénomène d'empoisonnement ciblé
(1) Accumulation d'ions positifs : en cas d'empoisonnement de la cible, une couche isolante se forme à sa surface. Les ions positifs atteignent la surface de la cathode grâce à l'obstruction de la couche isolante. Ils ne pénètrent pas directement dans la cathode, mais s'y accumulent, ce qui favorise la formation d'un champ froid et la formation d'un arc électrique, empêchant ainsi la pulvérisation cathodique.
(2) disparition de l'anode : lorsque la cible est empoisonnée, la paroi de la chambre à vide mise à la terre dépose également un film isolant, les électrons atteignant l'anode ne peuvent pas entrer dans l'anode, ce qui entraîne la formation d'un phénomène de disparition de l'anode.

4. Explication physique de l'empoisonnement ciblé
(1) En général, le coefficient d'émission d'électrons secondaires des composés métalliques est supérieur à celui des métaux. Après empoisonnement de la cible, sa surface est entièrement constituée de composés métalliques et, après bombardement ionique, le nombre d'électrons secondaires libérés augmente, ce qui améliore la conductivité de l'espace et réduit l'impédance du plasma, ce qui entraîne une baisse de la tension de pulvérisation. Cela réduit la vitesse de pulvérisation. En général, la tension de pulvérisation magnétron est comprise entre 400 et 600 V, et en cas d'empoisonnement de la cible, elle diminue considérablement.
(2) Le taux de pulvérisation initial de la cible métallique et de la cible composée est différent. En général, le coefficient de pulvérisation du métal est supérieur au coefficient de pulvérisation du composé, de sorte que le taux de pulvérisation est faible après l'empoisonnement de la cible.
(3) L'efficacité de pulvérisation du gaz de pulvérisation réactif est à l'origine inférieure à l'efficacité de pulvérisation du gaz inerte, de sorte que le taux de pulvérisation global diminue après que la proportion de gaz réactif augmente.

5, Solutions pour l'empoisonnement ciblé
(1) Adoptez une alimentation à moyenne fréquence ou une alimentation à radiofréquence.
(2) Adopter le contrôle en boucle fermée de l’afflux de gaz de réaction.
(3) Adopter des objectifs jumeaux
(4) Contrôler le changement de mode de revêtement : Avant le revêtement, la courbe d'effet d'hystérésis de l'empoisonnement de la cible est collectée de sorte que le flux d'air d'admission soit contrôlé à l'avant de la production de l'empoisonnement de la cible pour garantir que le processus est toujours en mode avant que le taux de dépôt ne chute fortement.

–Cet article est publié par Guangdong Zhenhua Technology, un fabricant d’équipements de revêtement sous vide.