Wat zijn de factoren die van invloed zijn op doelvergiftiging bij magnetronsputteren?

Ten eerste, de vorming van doelmetaalverbindingen

Waar wordt de verbinding gevormd tijdens het vormen van de verbinding van het metalen doeloppervlak door het reactieve sputterproces? Omdat de reactieve gasdeeltjes botsen met de atomen op het doeloppervlak om een ​​chemische reactie te genereren om samengestelde atomen te genereren, meestal een exotherme reactie, genereert de reactie warmte. Er moet een manier zijn voor geleiding naar buiten, anders kan de chemische reactie niet doorgaan. Warmteoverdracht tussen gassen is onmogelijk onder vacuüm, dus chemische reacties moeten plaatsvinden op een vast oppervlak. Reactieve sputterproducten worden uitgevoerd op doeloppervlakken, substraatoppervlakken en andere gestructureerde oppervlakken. Het genereren van verbindingen op het substraatoppervlak is ons doel. Het genereren van verbindingen op andere oppervlakken is een verspilling van middelen. Het genereren van verbindingen op het doeloppervlak was aanvankelijk een bron van samengestelde atomen, maar werd later een obstakel voor het continu leveren van meer samengestelde atomen.

Ten tweede, de beïnvloedende factoren van doelvergiftiging

De belangrijkste factor die doelvergiftiging beïnvloedt, is de verhouding tussen reactief gas en sputtergas. Overmatig reactief gas zal leiden tot doelvergiftiging. Tijdens het reactieve sputterproces wordt het sputterkanaalgebied op het doeloppervlak bedekt door het reactieproduct van het reactieproduct dat wordt afgepeld om het metalen oppervlak opnieuw bloot te leggen. Als de snelheid van verbindingsvorming groter is dan de snelheid waarmee de verbinding wordt gestript, neemt het door de verbinding bestreken gebied toe. Bij een bepaald vermogen neemt de hoeveelheid reactiegas die deelneemt aan de vorming van de verbinding toe en neemt de vormingssnelheid van de verbinding toe. Als de hoeveelheid reactief gas buitensporig toeneemt, neemt het door de verbinding bestreken gebied toe. Als de stroomsnelheid van het reactieve gas niet op tijd kan worden aangepast, kan de toenamesnelheid in het door de verbinding bestreken gebied niet worden onderdrukt en zal het sputterkanaal verder door de verbinding worden bedekt. Wanneer het sputterende doel volledig wordt bedekt door de verbinding. Wanneer het doel volledig is vergiftigd.

Ten derde, het fenomeen van doelvergiftiging:

(1) Positieve ionenaccumulatie: wanneer het doel is vergiftigd, wordt een isolerende film gevormd op het doeloppervlak. Wanneer positieve ionen het kathodedoeloppervlak bereiken, kunnen ze vanwege de blokkering van de isolerende laag niet direct het kathodedoeloppervlak binnendringen, maar zich ophopen op het doeloppervlak, dat vatbaar is voor een koud veld. Boogontlading—Boog slaat toe die voorkomen dat sputteren doorgaat.

(2) Anode verdwijnt: wanneer het doelwit is vergiftigd, wordt er ook een isolerende film afgezet op de wand van de geaarde vacuümkamer en kunnen de elektronen die de anode bereiken de anode niet binnendringen, wat resulteert in het verdwijnen van de anode.

Ten vierde, de fysieke verklaring van doelvergiftiging:

(1) Over het algemeen is de secundaire elektronenemissiecoëfficiënt van metaalverbindingen hoger dan die van metalen. Nadat het doelwit is vergiftigd, wordt het oppervlak van het doelwit bedekt met metaalverbindingen. Na te zijn gebombardeerd door ionen, neemt het aantal vrijkomende secundaire elektronen toe, wat de ruimte-efficiëntie verbetert. Geleidbaarheid, waardoor de plasma-impedantie wordt verlaagd, wat resulteert in een lagere sputterspanning. De sputtersnelheid wordt dus verminderd. Over het algemeen ligt de sputterspanning van magnetronsputteren tussen 400V en 600V. Wanneer doelvergiftiging optreedt, wordt de sputterspanning aanzienlijk verminderd.

(2) De sputtersnelheid van het metalen doel en het samengestelde doel is verschillend. Over het algemeen is de sputtercoëfficiënt van metaal hoger dan die van de verbinding, dus de sputtersnelheid is laag nadat het doelwit is vergiftigd.

(3) Het sputterrendement van een reactief sputtergas is inherent lager dan dat van inert gas, dus wanneer het aandeel reactief gas toeneemt, neemt de totale sputtersnelheid af.

Ten vijfde, de oplossing om vergiftiging aan te pakken

(1) Gebruik een middenfrequente voeding of radiofrequente voeding.

(2) Er wordt een gesloten-lusregeling van de instroom van het reactiegas aangenomen.

(3) Dubbele doelen gebruiken

(4) Regel de wijziging van de coatingmodus: Voor coating , verzamel de hysterese-effectcurve van de doelvergiftiging, zodat de inlaatluchtstroom aan de voorkant van de doelvergiftiging wordt geregeld, om ervoor te zorgen dat het proces altijd in de modus is voordat de afzettingssnelheid sterk daalt.33