磁控靶濺射沉積率的影響因素

        濺射沉積率是表征成膜速度的參數(shù)，其沉積率高低除了與工作氣體的種類與壓力、靶材種類與“濺射刻蝕區(qū)“的面積大小、靶面溫度與靶面磁場(chǎng)強(qiáng)度、靶源與基片的間距等影響因素外，還受靶面的功率密度，亦即靶電源輸出的“濺射電壓與電流”兩個(gè)重要因素的直接影響。

       1、濺射電壓與沉積率

　　在磁控靶前磁場(chǎng)控制區(qū)域間的等離子體越強(qiáng)烈和密集，靶材上的原子脫離率就越高。在影響濺射系數(shù)的諸因數(shù)中，當(dāng)靶材、濺射氣體等業(yè)已選定之后，比較起作用的就是磁控靶的放電電壓。一般來(lái)說(shuō)，在磁控濺射正常工藝范圍內(nèi)，放電電壓越高，磁控靶的濺射系數(shù)就越大;也就是說(shuō)入射離子的能量越大，濺射系數(shù)也越大。在濺射沉積所需的能量范圍內(nèi)，其影響是緩和的和漸變的。

        2、濺射電流與沉積率

　　磁控靶的濺射電流與靶面離子流成正比，因此對(duì)沉積率的影響比電壓要大得多。增加濺射電流的辦法有兩個(gè)：一個(gè)是提高工作電壓;另一個(gè)是適當(dāng)提高工作氣體壓力。沉積速率對(duì)應(yīng)有一個(gè)最佳氣壓值，在該氣體壓力下，其相對(duì)沉積率最大，這個(gè)現(xiàn)象是磁控濺射的共同規(guī)律。在不影響膜層質(zhì)量或滿足用戶要求的前提下，由濺射產(chǎn)額來(lái)考慮氣體壓力的最佳值是比較合適的。

        3、濺射功率與沉積率

　　一般來(lái)說(shuō)，磁控靶的濺射功率增高時(shí)，薄膜的沉積率速率也會(huì)變大;這里有一個(gè)先決條件，就是：加在磁控靶的濺射電壓足夠高，使工作氣體離子在陰-陽(yáng)極間電場(chǎng)中獲得的能量，足以大過(guò)靶材的“濺射能量閥值”。有的時(shí)候，磁控靶的濺射電壓很低(例如2百多伏)，濺射電流也比較高，雖然平均濺射功率不低，卻會(huì)出現(xiàn)靶材離子濺射出不來(lái)，不能發(fā)生濺射沉積成膜的情況。記錄磁控靶的濺射電壓和濺射電流數(shù)據(jù)，不但可以知道磁控靶的“濺射功率”，而且還可以大致了解轟擊靶面離子的能量的高低和正確估計(jì)靶材離子的沉積狀況，對(duì)分析很多真空鍍膜中的問(wèn)題和現(xiàn)象都會(huì)有幫助。