1, Dannelse av metallforbindelser på måloverflaten
Hvor dannes forbindelsen i prosessen med å danne en forbindelse fra en metallisk måloverflate ved en reaktiv sputteringsprosess? Siden den kjemiske reaksjonen mellom de reaktive gasspartiklene og måloverflateatomene produserer sammensatte atomer, som vanligvis er eksoterm, må reaksjonsvarmen ha en måte å lede ut på, ellers kan ikke den kjemiske reaksjonen fortsette. Under vakuumforhold er ikke varmeoverføring mellom gasser mulig, så den kjemiske reaksjonen må finne sted på en fast overflate. Reaksjonssputtering genererer forbindelser på måloverflater, substratoverflater og andre strukturelle overflater. Målet er å generere forbindelser på substratoverflaten, å generere forbindelser på andre strukturelle overflater er sløsing med ressurser, og å generere forbindelser på måloverflaten starter som en kilde til sammensatte atomer og blir en barriere for kontinuerlig tilførsel av flere sammensatte atomer.
2, Påvirkningsfaktorene for målforgiftning
Hovedfaktoren som påvirker målforgiftningen er forholdet mellom reaksjonsgass og sputtergass. For mye reaksjonsgass vil føre til målforgiftning. Reaktiv sputtering utføres på måloverflaten, og sputterkanalen ser ut til å være dekket av reaksjonsforbindelsen, eller reaksjonsforbindelsen strippes og metalloverflaten eksponeres på nytt. Hvis hastigheten på forbindelsesgenereringen er større enn hastigheten på forbindelsesstrippingen, øker forbindelsens dekningsareal. Ved en viss effekt øker mengden reaksjonsgass involvert i forbindelsesgenereringen, og hastigheten på forbindelsesgenereringen øker. Hvis mengden reaksjonsgass øker for mye, øker forbindelsens dekningsareal. Og hvis reaksjonsgassens strømningshastighet ikke kan justeres i tide, undertrykkes ikke økningen av hastigheten på forbindelsesdekningsarealet, og sputterkanalen vil bli ytterligere dekket av forbindelsen. Når sputtermålet er fullstendig dekket av forbindelsen, er målet fullstendig forgiftet.
3. Målforgiftningsfenomen
(1) Opphopning av positive ioner: Ved forgiftning av målet dannes et lag med isolerende film på måloverflaten. Positive ioner når katodemåloverflaten på grunn av blokkering av det isolerende laget. De trenger ikke direkte inn i katodemåloverflaten, men samler seg på måloverflaten. Dette fører lett til at det dannes et kaldt felt som fører til lysbueutladning – lysbuedannelse, slik at katodeforstøvning ikke kan fortsette.
(2) Anodeforsvinning: Når målet forgiftes, avsettes også en isolerende film på jordet vakuumkammervegg, slik at elektronene ikke kan trenge inn i anoden, noe som fører til et anodeforsvinningsfenomen.
4. Fysisk forklaring av målforgiftning
(1) Generelt er sekundærelektronemisjonskoeffisienten for metallforbindelser høyere enn for metaller. Etter målforgiftning er overflaten av målet helt av metallforbindelser, og etter å ha blitt bombardert med ioner øker antallet sekundærelektroner som frigjøres, noe som forbedrer romledningsevnen og reduserer plasmaimpedansen, noe som fører til en lavere sputterspenning. Dette reduserer sputterhastigheten. Generelt er sputterspenningen for magnetronsputtering mellom 400V-600V, og når målforgiftning oppstår, reduseres sputterspenningen betydelig.
(2) Den opprinnelige sputterhastigheten for metallmål og sammensatt mål er forskjellig. Generelt er sputterkoeffisienten for metall høyere enn sputterkoeffisienten for sammensatt mål, slik at sputterhastigheten er lav etter målforgiftning.
(3) Sputtereffektiviteten til reaktiv sputtergass er opprinnelig lavere enn sputtereffektiviteten til inert gass, slik at den omfattende sputterhastigheten avtar etter at andelen reaktiv gass øker.
5, Løsninger for målforgiftning
(1) Bruk strømforsyning for mellomfrekvens eller strømforsyning for radiofrekvens.
(2) Ta i bruk lukket sløyfekontroll av reaksjonsgassens innstrømning.
(3) Ta i bruk dobbeltmål
(4) Kontroller endringen av belegningsmodus: Før belegning samles hystereseeffektkurven for målforgiftning inn, slik at innløpsluftstrømmen kontrolleres i forkant av produksjonen av målforgiftning for å sikre at prosessen alltid er i modusen før avsetningshastigheten faller bratt.
–Denne artikkelen er publisert av Guangdong Zhenhua Technology, en produsent av vakuumbeleggutstyr.
Publisert: 07. november 2022