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マグネトロンスパッタリングのターゲット中毒に影響を与える要因は何ですか

Update:13-04-2022
Summary: まず、ターゲット金属化合物の形成 金属ターゲット表面から反応性スパッタリングプロセスを介して化合物を形成するプロセスにおいて、化合物はどこで形成されますか?反応性ガス粒子がターゲット表...
まず、ターゲット金属化合物の形成
金属ターゲット表面から反応性スパッタリングプロセスを介して化合物を形成するプロセスにおいて、化合物はどこで形成されますか?反応性ガス粒子がターゲット表面の原子と衝突して化学反応を起こし、通常は発熱反応である化合物原子を生成するため、反応によって熱が発生します。伝導する方法がなければ、化学反応を進めることができません。真空下ではガス間の熱伝達が不可能であるため、化学反応は固体表面で行われる必要があります。反応性スパッタリング製品は、ターゲット表面、基板表面、およびその他の構造化された表面で実行されます。基板表面に化合物を生成することが私たちの目標です。他の表面で化合物を生成することは、リソースの浪費です。ターゲット表面で化合物を生成することは、最初は化合物原子の供給源でしたが、後に、より多くの化合物原子を継続的に供給することへの障害になりました。
第二に、標的中毒の影響因子
ターゲット中毒に影響を与える主な要因は、反応性ガスとスパッタリングガスの比率です。過剰な反応性ガスは、標的中毒につながります。反応性スパッタリングプロセス中に、ターゲット表面のスパッタリングチャネル領域は、反応生成物の反応生成物によって覆われ、金属表面を再露光するために剥離される。化合物の形成速度が化合物の除去速度よりも大きい場合、化合物で覆われる領域が増加します。一定の電力の場合、化合物の生成に関与する反応ガスの量が増加し、化合物の生成速度が増加します。反応性ガスの量が過剰に増加すると、化合物で覆われる領域が増加します。反応性ガスの流量を時間内に調整できない場合、化合物で覆われる面積の増加率を抑えることができず、スパッタリングチャネルはさらに化合物で覆われる。スパッタリングターゲットが化合物で完全に覆われている場合ターゲットが完全に毒されている場合。
第三に、標的中毒の現象
(1)陽イオンの蓄積:ターゲットが被毒すると、ターゲット表面に絶縁膜が形成されます。陽イオンが陰極ターゲット表面に到達すると、絶縁層がブロックされるため、陽イオンは陰極ターゲット表面に直接入ることはできませんが、コールドフィールドが発生しやすいターゲット表面に蓄積します。アーク放電-スパッタリングの進行を妨げるアークストライク。
(2)アノードが消える:ターゲットが毒されると、接地された真空チャンバーの壁にも絶縁膜が堆積し、アノードに到達した電子がアノードに入ることができなくなり、アノードが消えます。
第四に、標的中毒の物理的説明
(1)一般に、金属化合物の二次電子放出係数は金属よりも高い。ターゲットが毒された後、ターゲットの表面は金属化合物で覆われます。イオンが衝突した後、放出される二次電子の数が増加し、空間効率が向上します。導電率により、プラズマインピーダンスが低下し、スパッタリング電圧が低下します。したがって、スパッタリング速度が低下する。一般に、マグネトロンスパッタリングのスパッタリング電圧は400Vから600Vの間です。ターゲット中毒が発生すると、スパッタリング電圧が大幅に低下します。
(2)金属ターゲットと化合物ターゲットのスパッタリング速度が異なります。一般に、金属のスパッタリング係数は化合物のそれよりも高いため、ターゲットが被毒した後のスパッタリング速度は低くなります。
(3)反応性スパッタリングガスのスパッタリング効率は、本質的に不活性ガスのスパッタリング効率よりも低いため、反応性ガスの割合が増加すると、全体のスパッタリング速度は低下します。
第五に、中毒を標的とする解決策
(1)中間周波数電源または無線周波数電源を使用してください。
(2)反応ガス流入の閉ループ制御を採用しています。
(3)ツインターゲットを使用する
(4)コーティングモードの変更を制御する:前 コーティング 、ターゲットポイズニングのヒステリシス効果曲線を収集し、ターゲットポイズニングの前で吸気気流が制御されるようにして、堆積速度が急激に低下する前にプロセスが常にモードになるようにします。

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