磁控濺射靶磁場(chǎng)構(gòu)造優(yōu)化后理論刻蝕動(dòng)機(jī)與試驗(yàn)
圖8所示為運(yùn)用改良的磁場(chǎng)構(gòu)造構(gòu)成的靶材的刻蝕輪廓。
磁控濺射靶磁場(chǎng)構(gòu)造優(yōu)化后理論刻蝕動(dòng)機(jī)試驗(yàn)及綜合
試驗(yàn)的重要意思是比擬通常磁場(chǎng)構(gòu)造和優(yōu)化的磁場(chǎng)構(gòu)造濺射源沉積成膜的勻稱性。為了比照注明,兩種構(gòu)造的濺射靶維持在相反的工藝條件,試驗(yàn)中本底真空為5×10-3Pa,作業(yè)氣體為氬氣,作業(yè)真空度為2.3×10-1Pa,真空度和氣體流量別離由真空計(jì)和氣體流量來(lái)調(diào)節(jié)和掌握。試驗(yàn)中兩種磁場(chǎng)構(gòu)造靶面尺寸都為1200mm×120mm,靶功率為15kW。在試驗(yàn)中采納晶振儀靜態(tài)測(cè)量膜的薄厚。晶振片間隔靶面間隔為100mm,在沉積成膜時(shí),晶振儀探頭從靶面的一端挪動(dòng)到另一端。測(cè)量后果通過(guò)單位折算如圖9所示。可見(jiàn)改良的磁場(chǎng)構(gòu)造沉積成膜的勻稱性要比通常構(gòu)造的沉積成膜要好。關(guān)于通常磁場(chǎng)構(gòu)造鍍制膜的勻稱性偏差大體有20%,而改良的磁場(chǎng)構(gòu)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?yàn)榘袨R射面積的增多所導(dǎo)致的。
圖9兩種磁場(chǎng)構(gòu)造膜的沉積速率
為了理解磁控濺射源的性能,對(duì)兩種磁場(chǎng)構(gòu)造的濺射源的伏安特點(diǎn)曲線繼續(xù)了測(cè)量。
磁控濺射的伏安特點(diǎn)曲線相符以次教訓(xùn)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(yīng)系數(shù)。n值反映的是跑道磁場(chǎng)對(duì)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(chǎng)對(duì)電子的禁錮越縝密,通常無(wú)磁場(chǎng)的規(guī)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(yàn)中別離測(cè)量靶在2.3×10-1Pa和3.9×10-1Pa真空度下的伏安特點(diǎn)曲線。
圖10為雙生靶在相反氣壓下的伏安特點(diǎn)曲線。
對(duì)式(2)兩邊取對(duì)數(shù)
能夠失去ln(I)和ln(U)的線性關(guān)系,n為曲線的斜率。經(jīng)過(guò)最小二乘法,求出數(shù)據(jù)的一次擬合曲線,能夠得出n的值。表1中列出了關(guān)于相反的氣壓下對(duì)應(yīng)的兩種磁場(chǎng)構(gòu)造的濺射源n值。從表1的后果能夠看出,優(yōu)化的磁場(chǎng)構(gòu)造關(guān)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(diǎn)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(chǎn)額始終以來(lái)都是磁控濺射源設(shè)計(jì)須要思忖的不足道問(wèn)題,不僅對(duì)磁控濺射零碎的穩(wěn)固作業(yè),對(duì)基材成膜品質(zhì),尤其是膜的勻稱性有很大的莫須有,白文中的磁場(chǎng)設(shè)計(jì),普及了磁力線平行靶面的規(guī)模,對(duì)靶面的勻稱濺射和靶材的利用率與通常的磁場(chǎng)構(gòu)造相比有很大的普及。
其它有關(guān)篇章：磁控濺射靶的磁場(chǎng)排布綜合磁控濺射靶的磁場(chǎng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)磁控濺射靶磁場(chǎng)構(gòu)造優(yōu)化后理論刻蝕動(dòng)機(jī)與試驗(yàn)
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