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| 什么原因會(huì )影響磁控靶濺射電壓？ |
| 發(fā)布時(shí)間：2014-07-16 瀏覽：6067 次 |
影響磁控靶濺射電壓的一般原因有：靶面磁場(chǎng)、靶材材質(zhì)、氣體壓強、陰-陽(yáng)極間距等因數。愛(ài)加真空的技術(shù)人員將詳細分析這些因素距對靶濺射電壓的影響以供大家參考學(xué)習之用。 一、 首先靶面磁場(chǎng)對靶濺射電壓的影響 1. 磁控靶的陰極工作電壓，隨著(zhù)靶面磁場(chǎng)的增加而降低，也隨著(zhù)靶面的濺射刻蝕槽加深而降低。 濺射電流也隨著(zhù)靶面的濺射刻蝕槽加深而加大。這是因為靶的濺射刻蝕槽面會(huì )越來(lái)越接近靶材后面的永久磁鋼的強磁場(chǎng)。 因此，靶材的厚度是有限制的。較厚的非磁性靶材能夠在較強的磁場(chǎng)中使用。當磁場(chǎng)強度增加到0.1T以上時(shí)，磁場(chǎng)強度對濺射電壓的影響就不明顯了。 2. 鐵磁性靶材也會(huì )對磁控靶的濺射造成影響，由于大部分磁力線(xiàn)從鐵磁性材料內部通過(guò)，使靶材表面磁場(chǎng)減少，需要很高電壓才能讓靶面點(diǎn)火起輝。除非磁場(chǎng)非常的強，否則磁性材靶材必須比非磁性材料要薄，才能起輝和正常運行(永磁結構的Ni靶的典型值<0.16cm，磁控靶非特殊設計最大值一般不宜超過(guò)3mm，Fe，co靶的最大值不超過(guò)2mm;電磁結構的靶可以濺射厚一些的靶材，甚至可達6mm厚)才能起輝和正常運行。 正常工作時(shí)，磁控靶靶材表面的磁場(chǎng)強度為0.025T~0.05T左右;靶材濺射刻蝕即將穿孔時(shí)，其靶材表面的磁場(chǎng)強度大為提高，接近或大于0.1T左右。 二、 靶材材質(zhì)也會(huì )對靶濺射電壓有影響 1. 在真空條件不變的條件下,不同材質(zhì)與種類(lèi)靶材對磁控靶的正常濺射電壓會(huì )產(chǎn)生一定的影響。 2. 常用的靶材(如銅Cu、鋁Al、鈦Ti„)的正常濺射電壓一般在400~600V的范圍內。 3. 有的難濺射的靶材(如錳Mn、鉻Cr等) 的濺射電壓比較高, 一般需>700V以上才能完成正常磁控濺射過(guò)程;而有的靶材(如氧化銦錫ITO) 的濺射電壓比較低，可以在200多伏電壓時(shí)實(shí)現正常的磁控濺射沉積鍍膜。 4. 實(shí)際鍍膜過(guò)程中，由于工作氣體壓力變化，或陰極與陽(yáng)極間距偏小(使真空腔體內阻抗特性發(fā)生變化)，或真空腔體與磁控靶的機械尺寸不匹配，同時(shí)選用了輸出特性較軟的靶電源等原因，導致磁控靶的濺射電壓(即靶電源輸出電壓)遠低于正常濺射示值，則可能會(huì )出現靶前存雖然呈現出很亮的光圈，就是不能見(jiàn)到靶材離子相應顏色的泛光，以至不能最后濺射成膜的狀況。 三、氣體壓強對靶濺射電壓的影響 在磁控濺射或反應磁控濺射鍍膜的工藝過(guò)程中，工作氣體或反應氣體壓強對磁控靶濺射電壓能夠造成一定的影響。 1.工作氣體壓強對靶濺射電壓的影響 一般的規律是：在真空設備環(huán)境條件確定和靶電源的控制面板設置參數不變時(shí)，隨著(zhù)工作氣體(如氬氣)壓強(0.1~10Pa)的逐步增加，氣體放電等離子體的密度也會(huì )同步增加，致使等離子體等效阻抗減小，磁控靶的濺射電流會(huì )逐步上升，濺射工作電壓亦會(huì )同步下降。 2. 反應氣體壓強對靶濺射電壓的影響 在反應磁控濺射鍍膜的工藝過(guò)程中，在真空設備環(huán)境條件確定和靶電源的控制面板設置參數不變時(shí)，隨著(zhù)反應氣體(如氮氣、氧氣)壓強(或流量)的逐步增加(一般應注意不要超過(guò)工藝設定值的上限值)，隨著(zhù)磁控靶面和基片(工件)表面逐步被絕緣膜層覆蓋，陰-陽(yáng)極間放電的等效阻抗也會(huì )同步增高，磁控靶的濺射電流會(huì )逐步下降(直至“陰極中毒”和“陽(yáng)極消失”為止)，濺射工作電壓亦會(huì )同步上升。 四、陰-陽(yáng)極間距對靶濺射電壓的影響 真空氣體放電陰-陽(yáng)極間距能夠對靶濺射電壓造成一定的影響。 在陰-陽(yáng)極間距偏大時(shí)，等效氣體放電的內阻主要由等離子體等效內阻決定，反之，在陰-陽(yáng)極間距偏小時(shí)，將會(huì )導致等離子體放電的內阻呈現較小數值。 由于在磁控靶點(diǎn)火起輝后進(jìn)入正常濺射時(shí)，如果陰-陽(yáng)極間距過(guò)小，由于靶電源輸出的濺射電壓具有一定的軟負載特性，就有可能出現在濺射電流已達工藝設定值時(shí)，靶濺射電壓始終很低又調不起來(lái)的狀況。 “工藝型”靶電源可以改善和彌補這種狀況;而“經(jīng)濟型”靶電源對這種狀況毫無(wú)辦法。 1. 孿生靶(或雙磁控靶)陰-陽(yáng)極間距 對稱(chēng)雙極脈沖中頻靶電源和正弦波中頻靶電源帶孿生靶或雙磁控靶運行時(shí)，建議其兩交變陰-陽(yáng)極的最小極間距不應小于2英2口寸; 2. 單磁控靶陰-陽(yáng)極間距 靶電源帶單磁控靶運行時(shí)，一般都不會(huì )有這方面問(wèn)題;但是在小真空室帶長(cháng)矩形平面磁控單靶時(shí)容易忽略這個(gè)問(wèn)題，磁控靶面與真空室金屬殼體內壁的最小極間距一般亦建議不小于2英2口寸。 愛(ài)加真空專(zhuān)業(yè)銷(xiāo)售和維修Colt48系列立式磁控濺射多功能鍍膜設備，修進(jìn)口真空鍍膜機選擇愛(ài)加，服務(wù)好，技術(shù)強。 相關(guān)閱讀 |
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