磁控濺射靶材鍍膜沉積速率的3個(gè)重要因素

2023/10/09

磁控濺射是一種物理氣相沉積方法，它可以通過使用施加到二極管濺射靶上的特殊形成的磁場(chǎng)來(lái)沉積各種材料，包括金屬靶材、合金靶材、陶瓷靶材等。沉積速率或成膜速率是衡量磁控濺射機(jī)效率的重要參數(shù)。

　　影響沉積速率的因素有很多，包括工作氣體的種類、工作氣體的壓力、濺射靶的溫度、磁場(chǎng)強(qiáng)度等。但是今天，我們要談?wù)動(dòng)绊懘趴貫R射靶材鍍膜沉積速率的3個(gè)重要因素：濺射電壓、電流和功率。

　　濺射電壓 (V)

　　濺射電壓對(duì)成膜速率的影響有這樣一個(gè)規(guī)律：電壓越高，濺射速率越快，而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi)是緩和的、漸進(jìn)的。在影響濺射系數(shù)的因素中，在濺射靶材和濺射氣體之后，放電電壓確實(shí)很重要。一般來(lái)說，在正常的磁控濺射過程中，放電電壓越高，濺射系數(shù)越大，這意味著入射離子具有更高的能量。因此，固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜。

　　濺射電流 (I)

　　磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比，因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有一個(gè)普遍規(guī)律，即在最佳氣壓下沉積速度最快（根據(jù)不同的濺射靶材和不同的濺射項(xiàng)目）。因此，在不影響薄膜質(zhì)量和滿足客戶要求的前提下，從濺射良率考慮氣體壓力的最佳值是合適的。改變?yōu)R射電流有兩種方法：改變工作電壓或改變工作氣體壓力。

　　濺射功率 (P)

　　濺射功率對(duì)沉積速率的影響類似于濺射電壓。一般來(lái)說，提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而，這并不是一個(gè)普遍的規(guī)則。在磁控靶材的濺射電壓低（例如200伏左右），濺射電流大的情況下，雖然平均濺射功率不低，但離子不能被濺射，也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高，使工作氣體離子在陰極和陽(yáng)極之間的電場(chǎng)中的能量足夠大于靶材的“濺射能量閾值” 。