Verfahren zum Zerstäuben von Legierungsfilmen

Verfahren zum Aufsputtern von Legierungsfilmen

Um die Anzahl der im Zerstäubungssystem verwendeten Targets zu reduzieren, können Legierungsdünnfilme, die die Anforderungen an Zusammensetzung und Leistung erfüllen, durch Zerstäuben mit einem Target so weit wie möglich hergestellt werden, wie Legierungs-Target, Verbund-Mosaic-Target und Multi -Ziel Sputtern.

Allgemein gesagt, im stabilen Entladungszustand werden gemäß der Zusammensetzung des Targets alle Arten von Atomatomen der Wirkung des Zerstäubens unterworfen, wobei die Zerstäubungsbeschichtung der Vakuumverdampfung und dem Ionenplattieren dahingehend überlegen ist: Zielkomponenten sind weniger unterschiedlich und die Beschichtungskomponenten sind stabil. In einigen Fällen sind jedoch aufgrund der Wahl des Zerstäubungsphänomens verschiedener Komponenten die Antisputter-Rate der Folie und die Haftung unterschiedlich, was dazu führt, dass sich die Film- und Zielkomponenten haben große Unterschiede. Bei Verwendung dieses Legierungsziels, um den Film mit bestimmten Bestandteilen herzustellen, kann das Ziel mit einem bestimmten Anteil gemäß dem Experiment vorbereitet und die Temperatur des Ziels so weit wie möglich verringert werden. Außerdem kann die Substrattemperatur verringert werden um den Unterschied in der Adhäsionsrate zu verringern, und geeignete Prozessbedingungen können ausgewählt werden, um den Antisputtereffekt auf dem Film 1a zu reduzieren Sie so weit wie möglich.

In einigen Fällen ist es nicht einfach, große Bereiche einheitlicher Legierungsziele und Verbundziele herzustellen. In diesem Fall können zusammengesetzte Mosaikziele aus einzelnen Elementen übernommen werden. Die Zusammensetzung der Zieloberfläche ist in Fig. 1 gezeigt. Die fächerförmige Mosaikstruktur, die in Fig. 1 gezeigt ist. D hat die beste Wirkung, und es ist leicht, die Zusammensetzung des Films zu kontrollieren, und hat eine gute Wiederholgenauigkeit. Im Prinzip können nicht nur binäre Legierungen, sondern auch ternäre und quaternäre Legierungen durch dieses Verfahren hergestellt werden.

Abbildung 1 zusammengesetzte Ziele mit unterschiedlichen Strukturen

(a) ein Mosaikziel blockieren; (b) rundes Mosaikziel; (c) kleines quadratisches Mosaikziel; (d) fächerförmiges Mosaikziel

Um die entsprechende Komponentenverteilung im Sputterfilm vorzunehmen, kann das Mosaic Target wie in Abbildung 2 gezeigt verwendet werden. In der Figur wurde ein Verbundtarget aus Al-Material in den geätzten Bereich eines Ti-Matrixtargets gebohrt, um einen Ti Al-Legierungsfilm oder einen Verbundfilm herzustellen. Aus der Figur ist ersichtlich, dass sich die Filmzusammensetzung an verschiedenen Positionen des Substrats unterscheidet. Die Einlageposition und die Menge des Al-Materials entsprechen der ermittelten Legierungszusammensetzung, so dass es sehr günstig ist, Legierungs- oder Verbundfilme aus verschiedenen Komponenten durch dieses Verfahren herzustellen.

Abbildung 2 Verbundobjekt aus Ti-Al-Mosaik

Die Struktur des Multi-Target-Sputterns ist in 3 gezeigt. Verbundfilme können durch Drehen des Substrats über zwei oder mehr Targets und Steuern der Abscheidungsdicke jedes Films auf eine oder mehrere Atomschichten hergestellt werden. Beispielsweise wurden InSb- und GaSb-Targets zur Herstellung von 1-Xgax-Sb-Einkristallfilmen verwendet. Obwohl diese Vorrichtung komplizierter ist, kann die Membran einer beliebigen Komponente erhalten werden, indem die Rotationsgeschwindigkeit des Substrats gesteuert wird und die an jedes Target angelegte Spannung geändert wird. Durch Steuern dieser Parameter kann die Zusammensetzung des Films in Richtung der Filmdicke geändert werden, und die Übergitterstruktur kann erhalten werden.

FEIGE. 3 ein schematisches Diagramm einer Multi-Target-Sputterstruktur

Wenn die Zusammensetzung des Legierungsfilms stark variiert, wird üblicherweise das Hilfskathodenverfahren verwendet. Das Hauptkathodentarget besteht aus der Hauptkomponente der Legierung und das Hilfskathodentarget besteht aus der hinzugefügten Komponente der Legierung. Auf jedem Target wurde gleichzeitig ein Zerstäuben durchgeführt, um einen Legierungsfilm zu bilden. Durch Einstellen des Stroms des Hilfskathodentargets kann die Menge an hinzugefügten Komponenten in dem Legierungsfilm nach Belieben geändert werden .

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