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PVD之磁控溅射有点烦,不烦!它有点烦!

时间:2020-02-26 22:39:42   点击:508

1.    磁控溅射&磁性靶材启辉问题。

a.增强磁场Bn 300-700GS。

b.减小靶材厚度2-3mm。

c.提高工作气压。

d.排除靶面脏污。

2.     降低表面粗糙度。

a.热处理。

b.控制工艺参数。

c.机械抛光。

d.化学抛光。

e.电化学抛光。

f.液相法镀厚的打底层。

g.喷涂有机打底层。

3.      膜层结合力。

a.清洗。

b.烘干。

c.等离子清洗。

d.过渡层。

4.     SUPTTER沉积速率慢。

a.反应溅射:找到迟滞曲线的临界点,会加快沉积速率,且膜层质量好。

b.射频溅射:提高功率和降低气压(如7.5mT)。

5.     乙炔的引入可能会在反应溅射过程中存在不均匀现象,导致沉积膜层的质量在基片上有差异,从而反映出(规律)彩色条纹。

6.     长时间溅射注意事项。

a.冷却系统。

b.屏蔽罩。

c.电源灭弧功能。

d.衬板耐高温性能。

7.     磁控溅射参数影响。

a.其他条件相同,功率密度和时间对膜厚的影响近似正比关系。功率的提高有利于提高膜层的致密度和结晶情况;时间的增减影响基片的温升以及膜层厚度,间接影响结晶性。

b.均匀性:光学均匀性、电学均匀性、膜厚均匀性。

c.光谱仪、    四探针、     膜厚测试仪。

d.直流:平稳电位,常规导电靶材如金属、ITO,  稳定沉积速率高。

e.射频:高频震荡,常用13.56MHz,常用于绝缘(SiO2,AL2O3)、半导体、金属材料,膜层致密,沉积速率低。 

8.     磁控电源辐射。

a.电源辐射是存在的,尤其是射频电源。

b.建议选用优质电源(XX等),国内射频电源反射功率2%,优质电源可控制在1W以下。

c.电源匹配箱及阴极之间的连线均须屏蔽。

d.电源匹配过程辐射泄露最大,因为匹配不好反射功率月高意味着反射越高。

e.备孕及孕期,最好远离射频。

9.     检测氧化物膜层中因缺氧出现黑点。

a.射频溅射氧化物一般得出色膜层中会稍微有些氧元素缺失。

b.可冲10%氧气改善。

c.观察刻蚀跑道,如果与本体颜色一样可排出此问题,如果刻蚀跑道比本体暗很多,说明缺氧。

10.  Al的溅射产额较CuGr低。

a.溅射产额影响因素:入射离子能量&逸出原子的键合能。

b.溅射的本质:撞击&逸出。

c.撞击:动量越大—产额越高,工业普遍用Ar(成本&溅射产额综合考虑)。

d.逸出:Al原子小且外层3个电子、结合力强,溅射产额较低。

e.不同溅射产额在周期表中有规律的体现。

11.   磁控溅射直流靶的最大功率密度。

a.影响因素:冷却、靶材、靶材结构。

b.举例:陶瓷/Si 5-8W/c    金属靶20-40W/c 。

12.  塑料镀膜。

A.存在问题。

a.吸水性大、放气量大 。       

b.非极性、与膜层热膨胀系数区别大。

c.本身粗糙度大、耐热性能差。

B.注意事项。

a.基材选取:粗糙度低、放气量少。

b.工艺真空度提高、工艺温度降低。

c.表面预处理、涂敷底漆如UV有机涂层、等离子清洗。

d.增加过渡层.

13.  直流溅射表面小颗粒问题。

a.清洗问题。

b.腔体粉尘。

c.靶材杂质。

d.电源不匹配,起弧ARC。

e.对于反应溅射,可能是氧化不彻底。

14.  膜厚测量。

a.球磨。

b.台阶。

c.金相显微镜测截面。

d.SEM。

e.XRY荧光射线无损测厚仪。

15.  靶材中毒

a.靶材中毒主要原因是介质合成速度大于溅射产额(氧化反应气体通入太多),造成导体靶材丧失导电能力,只有提高击穿电压,才能起辉,电压过高容易发生弧光放电。现象:靶电压长时间不能达到正常,溅射靶材一直处于低电压运行状态,并伴有弧光放电;靶表面呈现白色附着物或密布针状灰色放电痕迹。

b.若要彻底杜绝靶中毒,必须用中频电源或射频电源代替直流电源;减少反应气体的通入量、提高溅射功率,清理靶材上的污染物(特别是油污)、选用真空性能好的防尘灭弧罩等方法均可有效防止靶中毒现象的发生。靶材内冷却水浸泡的磁铁,有污渍,只要磁场强度足够,冷却效果良好,对靶材影响不大。

c.污渍影响不大~打火是有绝缘部位造成的,一般是局部中毒或者赃物。溅射靶材靶材中毒是因为功率密度太低,相对于过量的反应气体不能及时蒸发掉(或溅射),会残留靶材表面,造成导电性能下降,从而进入中毒状态。轻者无法起辉光,重者报废电源。

 

16.  常见靶材

金属靶材:镍靶、Ni、钛靶、Ti、锌靶、Zn、铬靶、Cr、镁靶、Mg、铌靶、Nb、锡靶、Sn、铝靶、Al、铟靶、In、铁靶、Fe、锆铝靶、ZrAl、钛铝靶、TiAl、锆靶、Zr、铝硅靶、AlSi、硅靶、Si、铜靶Cu、钽靶Ta、锗靶、Ge、银靶、Ag、钴靶、Co、金靶、Au、钆靶、Gd、镧靶、La、钇靶、Y、铈靶、Ce、钨靶、w、不锈钢靶、镍铬靶、NiCr、铪靶、Hf、钼靶、Mo、铁镍靶、FeNi、钨靶、W等。

陶瓷靶材

ITO靶、氧化镁靶、氧化铁靶、氮化硅靶、碳化硅靶、氮化钛靶、氧化铬靶、氧化锌靶、硫化锌靶、二氧化硅靶、一氧化硅靶、氧化铈靶、二氧化锆靶、五氧化二铌靶、二氧化钛靶、二氧化锆靶,、二氧化铪靶,二硼化钛靶,二硼化锆靶,三氧化钨靶,三氧化二铝靶五氧化二钽,五氧化二铌靶、氟化镁靶、氟化钇靶、硒化锌靶、氮化铝靶,氮化硅靶,氮化硼靶,氮化钛靶,碳化硅靶,铌酸锂靶、钛酸镨靶、钛酸钡靶、钛酸镧靶、氧化镍靶等。

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