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磁控溅射靶的磁场排布综合

磁控溅射靶的磁场排布综合
近多少十年来,磁控溅射技能曾经变成最不足道的沉积镀膜步骤之一。宽泛利用于轻工业生产和迷信钻研畛域。如在古代机械加工轻工业中,利用磁控溅射技能在作件名义镀制性能膜、超硬膜、自光滑地膜。在光学畛域,利用磁控溅射技能制备增透膜、低辐射膜和通明导膜,隔音膜等。在微电子畛域和光、磁纪录畛域磁控溅射技能也施展着不足道作用。然而磁控溅射技能也有其本身的有余,如靶材利用率低、沉积速率低和离化率低等缺欠。其中靶材利用率是因为靶面跑道的存在,使等离子体体束缚于靶面的全部海域,造成靶材的海域性溅射。跑道的形态是由靶材前面的磁场构造所决议的。普及靶材利用率的要害是调整磁场构造,使等离子体体存在于更大的靶面规模,兑现靶面的匀称溅射。关于磁控溅射,能够经过增多靶功率的步骤兑现溅射产额的普及,然而因为热载荷的莫须有,靶材可能涌现消融和开裂的问题。该署问题能够经过在相反靶材面积的状况下,使
靶面的溅射面积增多,招致靶面的功率密度升高来克服。因而对磁控溅射负极的磁场设计始终以来都在一直的退步。其中比拟有代办性的如:圆形立体磁控溅射源,经过正当设计磁场,使构成的跑道经过靶面核心,利用机械传动安装缭绕磁体,兑现靶面的片面溅射;矩形立体磁控溅射源,经过传动组织使磁体组合在靶材反面做口形或花魁形静止,使通体靶材利用率达成61%;经过多磁路的配合调整,兑现靶面工业气压片面刻蚀。调整磁场的构造还能够改善膜薄厚的匀称性。经过调整磁场的强弱对比,而停滞的非失调磁控溅射技能,更是存在离子镀的性能。因而说磁路设计是磁控溅射源中最不足道的全体。
磁控溅射靶的磁场排布
在立体磁控溅射靶中,磁钢搁置于靶材的前面,穿过靶材名义的磁力线在靶材名义构成磁场。其中平行于靶面的磁场B和垂直靶名义的磁场E,构成平行于靶面的漂移场E×B。漂移场E×B对电子存在捕集阱的作用,从而增多了靶面这一域的电子密度,普及了电子与中性气体分子的碰撞多少率,强化了溅射气体的离化率,从而增多了溅射速率。关于通常的立体矩形磁控溅射靶,磁钢排列如图1所示(相邻磁钢极性相同,即NSN或SNS)。
图1磁钢排布和磁力线散布图
图1中的磁力线散布是经过数值模仿步骤划算进去的,能够看出在靶面磁力线相近平行于靶面的规模很窄。因为在磁控溅射零碎中,靶面的溅射海域重要集中在磁力线相近平行于靶面的规模。随着溅射一直继续,刻蚀槽的幅度随着刻蚀深浅的增多一直变窄,最初构成的刻蚀轮廓如图2所示。
图2通常磁钢排布构成的刻蚀
经过面积划算可知,上述的磁钢排列形式,靶材的利用率大概只有20%。可见通常的磁钢排列形式,难以失掉高的靶材利用率和沉积速率。
其它有关篇章:磁控溅射靶的磁场排布综合磁控溅射靶的磁场的优化设计磁控溅射靶磁场构造优化后理论刻蚀动机与试验
 

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