1, Bildning av metallföreningar på målytan
Var bildas föreningen i processen att bilda en förening från en metallisk målyta genom en reaktiv sputteringsprocess? Eftersom den kemiska reaktionen mellan de reaktiva gaspartiklarna och målytans atomer producerar sammansatta atomer, vilket vanligtvis är exotermt, måste reaktionsvärmen ha en väg att ledas ut, annars kan den kemiska reaktionen inte fortsätta. Under vakuumförhållanden är värmeöverföring mellan gaser inte möjlig, så den kemiska reaktionen måste äga rum på en fast yta. Reaktionssputtring genererar föreningar på målytor, substratytor och andra strukturella ytor. Att generera föreningar på substratytan är målet, att generera föreningar på andra strukturella ytor är ett slöseri med resurser, och att generera föreningar på målytan börjar som en källa till sammansatta atomer och blir ett hinder för att kontinuerligt tillhandahålla fler sammansatta atomer.
2, Påverkansfaktorerna för målförgiftning
Den viktigaste faktorn som påverkar målförgiftningen är förhållandet mellan reaktionsgas och sputtergas. För mycket reaktionsgas leder till målförgiftning. Reaktiv sputteringprocess utförs på målytan, där sputterkanalen verkar täckas av reaktionsföreningen, eller så strippas reaktionsföreningen och exponeras på nytt på metallytan. Om hastigheten för föreningsgenerering är större än hastigheten för föreningsstrippning ökar föreningens täckningsarea. Vid en viss effekt ökar mängden reaktionsgas som är involverad i föreningsgenereringen och hastigheten för föreningsgenereringen ökar. Om mängden reaktionsgas ökar för mycket ökar föreningens täckningsarea. Och om reaktionsgasflödeshastigheten inte kan justeras i tid, undertrycks inte ökningen av föreningens täckningsarea, och sputterkanalen kommer att täckas ytterligare av föreningen. När sputtermålet är helt täckt av föreningen är målet helt förgiftat.
3, Målförgiftningsfenomen
(1) Positiv jonansamling: Vid förgiftning av målet bildas ett lager av isolerande film på målytan. Positiva joner når katodens målyta på grund av blockering av det isolerande lagret. De kommer inte direkt in i katodens målyta utan ansamlas på målytan, vilket lätt skapar kallt fält som leder till urladdning av ljusbågar – ljusbågar, vilket förhindrar katodförstoftning.
(2) Anodförsvinnande: När målet förgiftas, avsätts även en isolerande film på den jordade vakuumkammarväggen, vilket leder till att elektronerna inte kan komma in i anoden, vilket leder till ett anodförsvinnande fenomen.
4, Fysisk förklaring av målförgiftning
(1) Generellt sett är sekundärelektronemissionskoefficienten för metallföreningar högre än för metaller. Efter målförgiftning består målets yta helt av metallföreningar, och efter att ha bombarderats med joner ökar antalet frigjorda sekundärelektroner, vilket förbättrar rymdens konduktivitet och minskar plasmaimpedansen, vilket leder till en lägre sputterspänning. Detta minskar sputterhastigheten. Generellt sett ligger sputterspänningen vid magnetronsputtring mellan 400V-600V, och när målförgiftning inträffar minskar sputterspänningen avsevärt.
(2) Den ursprungliga sputterhastigheten för metallmål och föreningsmål skiljer sig åt, i allmänhet är metallens sputterkoefficient högre än föreningens sputterkoefficient, så sputterhastigheten är låg efter målförgiftning.
(3) Sputtereffektiviteten för reaktiv sputtergas är ursprungligen lägre än sputtereffektiviteten för inert gas, så den övergripande sputterhastigheten minskar när andelen reaktiv gas ökar.
5, Lösningar för målförgiftning
(1) Använd en mellanfrekvensströmförsörjning eller en radiofrekvensströmförsörjning.
(2) Använd en sluten reglering av reaktionsgasens inflöde.
(3) Anta dubbla mål
(4) Kontrollera ändringen av beläggningsläge: Före beläggning samlas hystereseffektkurvan för målförgiftning in så att inloppsluftflödet kontrolleras i början av den producerande målförgiftningen för att säkerställa att processen alltid är i läget innan deponeringshastigheten sjunker brant.
–Denna artikel publiceras av Guangdong Zhenhua Technology, en tillverkare av vakuumbeläggningsutrustning.
Publiceringstid: 7 november 2022