Welche Faktoren beeinflussen die Targetvergiftung beim Magnetron-Sputtern?

Erstens die Bildung von Zielmetallverbindungen

Wo wird die Verbindung im Prozess der Bildung der Verbindung aus der Metalltargetoberfläche durch das reaktive Sputterverfahren gebildet? Da die reaktiven Gaspartikel mit den Atomen auf der Zieloberfläche kollidieren, um eine chemische Reaktion zu erzeugen, um Verbundatome zu erzeugen, normalerweise eine exotherme Reaktion, erzeugt die Reaktion Wärme. Es muss einen Weg zur Ableitung geben, sonst kann die chemische Reaktion nicht ablaufen. Wärmeübertragung zwischen Gasen ist unter Vakuum unmöglich, daher müssen chemische Reaktionen auf einer festen Oberfläche stattfinden. Reaktive Sputterprodukte werden auf Targetoberflächen, Substratoberflächen und anderen strukturierten Oberflächen durchgeführt. Verbindungen auf der Substratoberfläche zu erzeugen ist unser Ziel. Die Erzeugung von Verbindungen auf anderen Oberflächen ist eine Verschwendung von Ressourcen. Die Erzeugung von Verbindungen auf der Zieloberfläche war ursprünglich eine Quelle für Verbindungsatome, wurde aber später zu einem Hindernis für die kontinuierliche Zufuhr von mehr Verbindungsatomen.

Zweitens die Einflussfaktoren der Zielvergiftung

Der Hauptfaktor, der die Targetvergiftung beeinflusst, ist das Verhältnis von reaktivem Gas zu Sputtergas. Übermäßiges reaktives Gas führt zu einer Zielvergiftung. Während des reaktiven Sputterprozesses wird der Sputterkanalbereich auf der Targetoberfläche durch das Reaktionsprodukt bedeckt, das Reaktionsprodukt wird abgelöst, um die Metalloberfläche wieder freizulegen. Wenn die Geschwindigkeit der Verbindungsbildung größer ist als die Geschwindigkeit, mit der die Verbindung gestrippt wird, nimmt die von der Verbindung bedeckte Fläche zu. Bei einer bestimmten Leistung nimmt die an der Verbindungsbildung beteiligte Menge an Reaktionsgas zu und die Verbindungsbildungsgeschwindigkeit nimmt zu. Wenn die Menge an reaktivem Gas übermäßig zunimmt, nimmt die von der Verbindung bedeckte Fläche zu. Wenn die Flussrate des reaktiven Gases nicht rechtzeitig eingestellt werden kann, kann die Zunahmerate der von der Verbindung bedeckten Fläche nicht unterdrückt werden und der Sputterkanal wird weiter von der Verbindung bedeckt. Wenn das Sputtertarget vollständig von der Verbindung bedeckt ist. Wenn das Target vollständig vergiftet ist.

Drittens das Phänomen der Zielvergiftung

(1) Akkumulation positiver Ionen: Wenn das Target vergiftet ist, wird ein isolierender Film auf der Targetoberfläche gebildet. Wenn positive Ionen die Kathoden-Target-Oberfläche erreichen, können sie aufgrund der Sperrung der Isolierschicht nicht direkt in die Kathoden-Target-Oberfläche eintreten, sondern sammeln sich auf der Target-Oberfläche an, die für ein Kaltfeld anfällig ist. Lichtbogenentladung – Lichtbogenschläge, die das Fortschreiten des Sputterns verhindern.

(2) Anode verschwindet: Wenn das Target vergiftet wird, wird auch ein isolierender Film auf der Wand der geerdeten Vakuumkammer abgeschieden, und die die Anode erreichenden Elektronen können nicht in die Anode eindringen, was zum Verschwinden der Anode führt.

Viertens die physikalische Erklärung der Zielvergiftung

(1) Im Allgemeinen ist der Sekundärelektronenemissionskoeffizient von Metallverbindungen höher als der von Metallen. Nachdem das Ziel vergiftet ist, wird die Oberfläche des Ziels mit Metallverbindungen bedeckt. Nach dem Beschuss mit Ionen nimmt die Anzahl der freigesetzten Sekundärelektronen zu, was die Raumeffizienz verbessert. Leitfähigkeit, wodurch die Plasmaimpedanz verringert wird, was zu einer niedrigeren Sputterspannung führt. Somit wird die Sputterrate verringert. Im Allgemeinen liegt die Sputterspannung beim Magnetron-Sputtern zwischen 400 V und 600 V. Wenn eine Targetvergiftung auftritt, wird die Sputterspannung erheblich reduziert.

(2) Die Sputterrate des Metalltargets und des zusammengesetzten Targets ist unterschiedlich. Im Allgemeinen ist der Sputterkoeffizient von Metall höher als der der Verbindung, so dass die Sputterrate niedrig ist, nachdem das Target vergiftet ist.

(3) Die Sputtereffizienz eines reaktiven Sputtergases ist von Natur aus niedriger als die eines Inertgases, so dass die Gesamtsputterrate abnimmt, wenn der Anteil an reaktivem Gas zunimmt.

Fünftens, die Lösung für gezielte Vergiftungen

(1) Verwenden Sie ein Zwischenfrequenz-Netzteil oder ein Hochfrequenz-Netzteil.

(2) Es wird eine Regelung des Zuflusses des Reaktionsgases mit geschlossener Schleife übernommen.

(3) Verwendung von Zwillingszielen

(4) Steuerung der Änderung des Beschichtungsmodus: Vorher Glasur , sammeln Sie die Hystereseeffektkurve der Zielvergiftung, sodass der Ansaugluftstrom an der Vorderseite der Zielvergiftung gesteuert wird, um sicherzustellen, dass der Prozess immer im Modus ist, bevor die Ablagerungsrate stark abfällt.