Einflussfaktoren für die Sputter-Abscheidungsrate des Magnetron-Targets

Die Sputterabscheidungsrate ist ein Parameter, der die Abscheidungsrate kennzeichnet. Die Abscheidungsrate wird durch die Art und den Druck des Arbeitsgases, die Zielspezies, den Sputterätzbereich, die Zieloberflächentemperatur und die Zieloberflächenmagnetfeldintensität, den Abstand zwischen dem Target und dem Substrat bestimmt. Zusätzlich wird es direkt von der Leistungsdichte der Zieloberfläche, dh der "Sputter-Spannung und -Strom" der Ziel-Stromversorgung, beeinflusst.

1. Sputterspannung und Abscheidungsrate

Je stärker und dichter das Plasma zwischen den vorderen Magnetfeldsteuerbereichen des Magnetron-Targets ist, desto höher ist die atomare Ablösungsrate auf dem Target. Unter den Faktoren, die den Sputter-Koeffizienten beeinflussen, nachdem das Target, das Sputter-Gas und andere Faktoren eingestellt sind, ist die Entladungsspannung des Magnetron-Targets effektiver. Im allgemeinen ist bei dem normalen Prozess des Magnetron-Sputterns der Sputter-Koeffizient des Magnetron-Targets umso größer, je höher die Entladungsspannung ist; das heißt, je größer die einfallende Ionenenergie ist, desto größer ist der Sputter-Koeffizient. Innerhalb des für die Sputterabscheidung erforderlichen Energiebereichs ist ihre Wirkung mäßig und allmählich.

2. Sputtern Strom und Deposition Rate

Der Sputterstrom des Magnetron-Targets ist proportional zum Ionenstrom der Zieloberfläche, so dass der Einfluss auf die Abscheidungsrate viel größer ist als die Spannung. Es gibt zwei Möglichkeiten, den Sputterstrom zu erhöhen: Zum einen soll die Betriebsspannung erhöht werden, zum anderen soll der Arbeitsgasdruck entsprechend erhöht werden. Die Abscheidungsrate entspricht einem optimalen Druckwert. Unter diesem Gasdruck ist die relative Abscheidungsrate am höchsten. Dieses Phänomen ist die übliche Regel beim Magnetron-Sputtern. Ohne die Qualität des Films zu beeinflussen oder die Anforderungen des Benutzers zu erfüllen, ist es angemessen, den optimalen Wert des Gasdrucks basierend auf der Sputterausbeute zu betrachten.

3. Sputternergie und Abscheidungsrate

Wenn die Sputterleistung eines Magnetron-Targets zunimmt, nimmt im Allgemeinen auch die Abscheidungsrate des Films zu. Es ist eine Voraussetzung, dass die an das Magnetrontarget angelegte Sputterspannung ausreichend hoch ist, so dass die Energie, die durch die Arbeit von Gasionen im elektrischen Feld zwischen der Kathode und der Anode erhalten wird, ausreicht, um die "Sputtersenergieschwelle" des Targets zu überschreiten. Manchmal hat das Magnetrontarget eine sehr niedrige Sputterspannung (z. B. mehr als 200 Volt), aber der Sputterstrom ist relativ hoch. Obwohl die durchschnittliche Sputterleistung nicht niedrig ist, kann das Targetionensputtern nicht gesputtert und auf einem Film abgeschieden werden. Das Aufzeichnen der Sputterspannung und der Sputterstromdaten des Magnetron-Targets kann uns nicht nur helfen, die "Sputter-Leistung" des Magnetron-Targets zu kennen, sondern auch dazu beitragen, das Energieniveau des Targetions-Targets grob zu verstehen und den Abscheidungsstatus korrekt abzuschätzen des Zielions. Es hilft, die Probleme und Phänomene in vielen Vakuumbeschichtungsprozessen zu analysieren.