1. Formazione di composti metallici sulla superficie bersaglio
Dove si forma il composto nel processo di formazione di un composto da una superficie metallica bersaglio mediante un processo di sputtering reattivo? Poiché la reazione chimica tra le particelle di gas reattivo e gli atomi della superficie bersaglio produce atomi composti, che solitamente è esotermica, il calore di reazione deve avere un modo per essere condotto all'esterno, altrimenti la reazione chimica non può continuare. In condizioni di vuoto, il trasferimento di calore tra i gas non è possibile, quindi la reazione chimica deve avvenire su una superficie solida. Lo sputtering reattivo genera composti sulle superfici bersaglio, sulle superfici del substrato e su altre superfici strutturali. Generare composti sulla superficie del substrato è l'obiettivo, generare composti su altre superfici strutturali è uno spreco di risorse e generare composti sulla superficie bersaglio inizia come una fonte di atomi composti e diventa un ostacolo alla fornitura continua di altri atomi composti.
2. I fattori di impatto dell'avvelenamento del bersaglio
Il fattore principale che influenza l'avvelenamento del bersaglio è il rapporto tra gas di reazione e gas di sputtering: un eccesso di gas di reazione può causare l'avvelenamento del bersaglio. Il processo di sputtering reattivo viene eseguito sulla superficie del bersaglio, l'area del canale di sputtering sembra essere coperta dal composto di reazione o il composto di reazione viene rimosso e la superficie metallica viene riesposta. Se la velocità di generazione del composto è maggiore della velocità di rimozione del composto, l'area di copertura del composto aumenta. A una certa potenza, la quantità di gas di reazione coinvolta nella generazione del composto aumenta e la velocità di generazione del composto aumenta. Se la quantità di gas di reazione aumenta eccessivamente, l'area di copertura del composto aumenta. E se la portata del gas di reazione non può essere regolata in tempo, la velocità di aumento dell'area di copertura del composto non viene soppressa e il canale di sputtering verrà ulteriormente coperto dal composto; quando il bersaglio di sputtering è completamente coperto dal composto, il bersaglio è completamente avvelenato.
3. Fenomeno di avvelenamento del bersaglio
(1) Accumulo di ioni positivi: quando il bersaglio viene avvelenato, si forma uno strato di pellicola isolante sulla sua superficie. Gli ioni positivi raggiungono la superficie del bersaglio del catodo a causa del blocco dello strato isolante. Non penetrano direttamente nella superficie del bersaglio del catodo, ma si accumulano sulla superficie, generando facilmente un campo freddo che genera una scarica ad arco, impedendo così la formazione di sputtering catodico.
(2) scomparsa dell'anodo: quando l'avvelenamento del bersaglio, la parete della camera a vuoto collegata a terra deposita anche una pellicola isolante, raggiungendo l'anodo gli elettroni non possono entrare nell'anodo, si forma il fenomeno della scomparsa dell'anodo.
4. Spiegazione fisica dell'avvelenamento del bersaglio
(1) In generale, il coefficiente di emissione di elettroni secondari dei composti metallici è superiore a quello dei metalli. Dopo l'avvelenamento del bersaglio, la superficie del bersaglio è interamente composta da composti metallici e, dopo essere stata bombardata da ioni, il numero di elettroni secondari rilasciati aumenta, il che migliora la conduttività dello spazio e riduce l'impedenza del plasma, portando a una tensione di sputtering inferiore. Ciò riduce la velocità di sputtering. Generalmente, la tensione di sputtering dello sputtering magnetron è compresa tra 400 V e 600 V e, in caso di avvelenamento del bersaglio, la tensione di sputtering si riduce significativamente.
(2) La velocità di sputtering iniziale del bersaglio metallico e del bersaglio composto è diversa, in generale il coefficiente di sputtering del metallo è più alto del coefficiente di sputtering del composto, quindi la velocità di sputtering è bassa dopo l'avvelenamento del bersaglio.
(3) L'efficienza di sputtering del gas di sputtering reattivo è originariamente inferiore all'efficienza di sputtering del gas inerte, quindi la velocità di sputtering complessiva diminuisce dopo che aumenta la proporzione di gas reattivo.
5. Soluzioni per l'avvelenamento del bersaglio
(1) Adottare un alimentatore a media frequenza o un alimentatore a radiofrequenza.
(2) Adottare il controllo a circuito chiuso dell'afflusso del gas di reazione.
(3) Adottare obiettivi gemelli
(4) Controllo del cambio di modalità di rivestimento: prima del rivestimento, viene raccolta la curva dell'effetto di isteresi dell'avvelenamento del bersaglio in modo che il flusso d'aria in ingresso venga controllato nella parte anteriore della produzione dell'avvelenamento del bersaglio per garantire che il processo sia sempre nella modalità prima che la velocità di deposizione scenda bruscamente.
–Questo articolo è pubblicato da Guangdong Zhenhua Technology, un produttore di apparecchiature per il rivestimento sotto vuoto.
Data di pubblicazione: 07-11-2022