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影响靶材磁控溅射沉积率的因素是什么

2020-10-17

    靶材磁控溅射的沉积率也就是沉积的速率,是指沉积物对可容空间充填的速度。溅射沉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,今天就和大家来探讨下关于影响靶材磁控溅射沉积率的因素有哪些的问题。

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  1、工作气压

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  随着氩气分压,也就是工作气压的变化,靶电压、真空度也会随之变化,相应的就影响到靶材薄膜的沉积速率。有实验结果表明,沉积速率随工作气压的增大而先增大后减小。当氩气流量过大时,溅射粒子与氩气碰撞次数大大增多,粒子能量在碰撞过程中大大损失,致使溅射粒子达不到基片或无力冲破气体吸附层,于是便不能形成薄膜,或虽然勉强冲破气体吸附层,但与基片的吸附能却很小,因此沉积速率降低

  2、溅射电压

  在磁控靶前磁场控制区域间的等离子体越强烈和密集,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,比较起作用的就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;也就是说入射离子的能量越大,溅射系数也越大。在溅射沉积所需的能量范围内,其影响是缓和渐变的。

  3、靶基间距

  靶基间距指的是靶源与基片的间距,当在靶功率恒定的情况下,靶基距小时,沉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,但当靶基距继续增大,虽然均匀性更强,但沉积速率明显下降。这是因为当靶材和基片距离较近时,镀膜区等离子密度较高而且气体散射的作用很小,薄膜沉积速率都很高。而随着靶基距的增大,被溅射材料射向基片时与气体分子碰撞的次数增多,同时等离子密度也减弱,动能减少,因此薄膜沉积速率减少。


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