磁控濺射靶磁場構造優化后理論刻蝕動機與試驗
圖8所示為運用改良的磁場構造構成的靶材的刻蝕輪廓。
磁控濺射靶磁場構造優化后理論刻蝕動機試驗及綜合
試驗的重要意思是比擬通常磁場構造和優化的磁場構造濺射源沉積成膜的勻稱性。為了比照注明,兩種構造的濺射靶維持在相反的工藝條件,試驗中本底真空為5×10-3Pa,作業氣體為氬氣,作業真空度為2.3×10-1Pa,真空度和氣體流量別離由真空計和氣體流量來調節和掌握。試驗中兩種磁場構造靶面尺寸都為1200mm×120mm,靶功率為15kW。在試驗中采納晶振儀靜態測量膜的薄厚。晶振片間隔靶面間隔為100mm,在沉積成膜時,晶振儀探頭從靶面的一端挪動到另一端。測量后果通過單位折算如圖9所示。可見改良的磁場構造沉積成膜的勻稱性要比通常構造的沉積成膜要好。關于通常磁場構造鍍制膜的勻稱性偏差大體有20%,而改良的磁場構造沉積成膜的勻稱性偏差大體有10%。沉積成膜的勻稱性的普及是因為靶濺射面積的增多所導致的。
圖9兩種磁場構造膜的沉積速率
為了理解磁控濺射源的性能,對兩種磁場構造的濺射源的伏安特點曲線繼續了測量。
磁控濺射的伏安特點曲線相符以次教訓公式:
式中I是靶直流電,U為靶電壓,其中n稱為等離子體體電子禁錮效應系數。n值反映的是跑道磁場對電子的捕集威力,n值越大,氣體尖端放電的阻抗越低,表明靶面磁場對電子的禁錮越縝密,通常無磁場的規范二極濺射的n值為1～2,而磁控濺射的n值通常在3～15之間。
試驗中別離測量靶在2.3×10-1Pa和3.9×10-1Pa真空度下的伏安特點曲線。
圖10為雙生靶在相反氣壓下的伏安特點曲線。
對式(2)兩邊取對數
能夠失去ln(I)和ln(U)的線性關系,n為曲線的斜率。經過最小二乘法,求出數據的一次擬合曲線,能夠得出n的值。表1中列出了關于相反的氣壓下對應的兩種磁場構造的濺射源n值。從表1的后果能夠看出,優化的磁場構造關于電子的束縛威力有所普及。
圖10相反氣壓下靶的伏安特點曲線
表1相反真空度下n值
普及靶材的利用率和靶面的勻稱濺射,以及濺射產額始終以來都是磁控濺射源設計須要思忖的不足道問題,不僅對磁控濺射零碎的穩固作業,對基材成膜品質,尤其是膜的勻稱性有很大的莫須有,白文中的磁場設計,普及了磁力線平行靶面的規模,對靶面的勻稱濺射和靶材的利用率與通常的磁場構造相比有很大的普及。
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