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磁控溅射靶材的沉积率受哪些因素影响

时间:2022-04-06 作者:北京瑞弛 点击:218次

  靶材磁控溅射的堆积率也便是堆积的速率,是指堆积物对可容空间充填的速度。溅射堆积率不仅是成膜速度的一个重要参数,也是对靶材成膜的特性,如牢固度。薄膜应力、表面光洁度等有很大的影响,北京瑞弛的小编和大家来讨论下关于磁控溅射靶材沉积率的因素受哪些因素的影响。

溅射靶材,溅射靶材沉积率

  1、作业气压

  跟着氩气分压,也便是作业气压的改变,靶电压、真空度也会随之改变,相应的就影响到靶材薄膜的堆积速率。有试验结果表明,堆积速率随作业气压的增大而先增大后减小。当氩气流量过大时,溅射粒子与氩气磕碰次数大大增多,粒子能量在磕碰过程中大大损失,致使溅射粒子达不到基片或无力突破气体吸附层,所以便不能构成薄膜,或虽然勉强突破气体吸附层,但与基片的吸附能却很小,因而堆积速率降低。

  2、溅射电压

  在磁控靶前磁场操控区域间的等离子体越激烈和密集,靶材上的原子脱离率就越高。在影响溅射系数的诸因数中,当靶材、溅射气体等已选定之后,比较起效果的便是磁控靶的放电电压。一般来说,在磁控溅射正常工艺范围内,放电电压越高,磁控靶的溅射系数就越大;也便是说入射离子的能量越大,溅射系数也越大。在溅射堆积所需的能量范围内,其影响是缓和突变的。

  3、靶基间隔

  靶基间隔指的是靶源与基片的间隔,当在靶功率恒定的情况下,靶基距小时,堆积速率沿径向成正态分布,严重影响淀积均匀性;当靶基距增大,均匀性增强,但当靶基距持续增大,虽然均匀性更强,但堆积速率明显下降。这是由于当靶材和基片间隔较近时,镀膜区等离子密度较高而且气体散射的效果很小,薄膜堆积速率都很高。而跟着靶基距的增大,被溅射资料射向基片时与气体分子磕碰的次数增多,同时等离子密度也减弱,动能减少,因而薄膜堆积速率减少。

  4、溅射电流

  磁控靶材的溅射电流与靶面离子流成正比,因而对堆积率的影响比电压要大得多。添加溅射电流的办法有两个:一个是提高作业电压;另一个是适当提高作业气体压力。堆积速率对应有一个气压值,在该气体压力下,其相对堆积率大,这个现象是磁控溅射的共同规则。在不影响膜层质量或满足用户要求的前提下,由溅射产额来考虑气体压力的理想值是比较合适的。

  5、溅射功率

  一般来说,磁控靶的溅射功率增高时,薄膜的堆积率速率也会变大。这里有一个先决条件,便是加在磁控靶的溅射电压足够高,使作业气体离子在阴阳极间电场中取得的能量,足以大过靶材的“溅射能量阀值”。有的时候,磁控靶的溅射电压很低,溅射电流也比较高,虽然平均溅射功率不低,却会呈现靶材离子溅射出不来,不能产生溅射堆积成膜的情况。