磁控濺射的工作原理是指電子在電場E的作用下,在飛向基片過程中與氬原子發(fā)生碰撞,使其電離產(chǎn)生出Ar正離子和新的電子;新電子飛向基片,Ar離子在電場作用下加速飛向陰極靶,并以高能量轟擊靶表面,使靶材發(fā)生濺射。在濺射粒子中,中性的靶原子或分子沉積在基片上形成薄膜,而產(chǎn)生的二次電子會(huì)受到電場和磁場作用,產(chǎn)生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移,簡稱E×B漂移,其運(yùn)動(dòng)軌跡近似于一條擺線。若為環(huán)形磁場,則電子就以近似擺線形式在靶表面做圓周運(yùn)動(dòng),它們的運(yùn)動(dòng)路徑不只很長,而且被束縛在靠近靶表面的等離子體區(qū)域內(nèi),并且在該區(qū)域中電離出大量的Ar來轟擊靶材,從而實(shí)現(xiàn)了高的沉積速率。隨著碰撞次數(shù)的增加,二次電子的能量消耗殆盡,逐漸遠(yuǎn)離靶表面,并在電場E的作用下較終沉積在基片上。由于該電子的能量很低,傳遞給基片的能量很小,致使基片溫升較低。向脈沖更多地用于雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統(tǒng),系統(tǒng)中的兩個(gè)磁控靶連接在同一脈沖電源上。山西平衡磁控濺射步驟
磁控濺射體系設(shè)備的穩(wěn)定性,對所生成的膜均勻性、成膜質(zhì)量、鍍膜速率等方面有很大的影響。磁控濺射體系設(shè)備的濺射品種有許多,按照運(yùn)用的電源分,能夠分為直流磁控濺射,射頻磁控濺射,中頻磁控濺射等等。濺射涂層開始顯示出簡略的直流二極管濺射。它的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡略,但直流二極管濺射堆積速率低;為了堅(jiān)持自我約束的排放,它不能在低壓下進(jìn)行;它不能濺射絕緣材料。這樣的缺陷約束了它的運(yùn)用。在直流二極管濺射設(shè)備中添加熱陰極和輔佐陽極可構(gòu)成直流三極管濺射。由添加的熱陰極和輔佐陽極發(fā)生的熱電子增強(qiáng)了濺射氣體原子的電離作用,因而即便在低壓下也能夠進(jìn)行濺射。不然,能夠下降濺射電壓以進(jìn)行低壓濺射。在低壓條件下;放電電流也會(huì)添加,并且能夠不受電壓影響地單獨(dú)操控。在熱陰極之前添加電極(網(wǎng)格狀)以形成四極濺射裝置能夠穩(wěn)定放電??墒?,這些裝置難以獲得具有高濃度和低堆疊速度的等離子體區(qū)域,因而其尚未在工業(yè)中普遍運(yùn)用。北京雙靶磁控濺射平臺(tái)對于大部分材料,只要能制成靶材,就可以實(shí)現(xiàn)濺射。
磁控濺射的濺射技術(shù):直流磁控濺射技術(shù):為了解決陰極濺射的缺陷,人們在20世紀(jì)70年發(fā)出了直流磁控濺射技術(shù),它有效地克服了陰極濺射速率低和電子使基片溫度升高的弱點(diǎn),因而獲得了迅速發(fā)展和普遍應(yīng)用。其原理是:在磁控濺射中,由于運(yùn)動(dòng)電子在磁場中受到洛侖茲力,它們的運(yùn)動(dòng)軌跡會(huì)發(fā)生彎曲甚至產(chǎn)生螺旋運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)路徑變長,因而增加了與工作氣體分子碰撞的次數(shù),使等離子體密度增大,從而磁控濺射速率得到很大的提高,而且可以在較低的濺射電壓和氣壓下工作,降低薄膜污染的傾向;另一方面也提高了入射到襯底表面的原子的能量,因而可以在很大程度上改善薄膜的質(zhì)量。同時(shí),經(jīng)過多次碰撞而喪失能量的電子到達(dá)陽極時(shí),已變成低能電子,從而不會(huì)使基片過熱。因此磁控濺射法具有“高速、“低溫”的優(yōu)點(diǎn)。
直流濺射的結(jié)構(gòu)原理:真空室中裝有輝光放電的陰極,靶材就裝在此極表面上,接受離子轟擊;安裝鍍膜基片或工件的樣品臺(tái)以及真空室接地,作為陽極。操作時(shí)將真空室抽至高真空后,通入氬氣,并使其真空度維持在1.0Pa左右,再加上2-3kV的直流電壓于兩電極之上,即可產(chǎn)生輝光放電。此時(shí),在靶材附近形成高密度的等離子體區(qū),即負(fù)輝區(qū)該區(qū)中的離子在直流電壓的加速下轟擊靶材即發(fā)生濺射效應(yīng)。由靶材表面濺射出來的原子沉積在基片或工件上,形成鍍層。磁控濺射具有設(shè)備簡單、易于控制、涂覆面積大、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。
真空磁控濺射鍍膜工藝具備以下特點(diǎn):1、基片溫度低??衫藐枠O導(dǎo)走放電時(shí)產(chǎn)生的電子,而不必借助基材支架接地來完成,可以有效減少電子轟擊基材,因而基材的溫度較低,非常適合一些不太耐高溫的塑料基材鍍膜。2、磁控濺射靶表面不均勻刻蝕。磁控濺射靶表面刻蝕不均是由靶磁場不均所導(dǎo)致,靶的局部位置刻蝕速率較大,使靶材有效利用率較低(只20%-30%的利用率)。因此,想要提高靶材利用率,需要通過一定手段將磁場分布改變,或者利用磁鐵在陰極中移動(dòng),也可提高靶材利用率。不同的金屬、合金、氧化物能夠進(jìn)行混合,同時(shí)濺射于基材上。海南金屬磁控濺射過程
這提高了薄膜工藝的效率,使它們能夠在較低的壓力下更快地生長。山西平衡磁控濺射步驟
磁控濺射鍍膜的產(chǎn)品特點(diǎn):1、磁控濺射所利用的環(huán)狀磁場迫使二次電子跳欄式地沿著環(huán)狀磁場轉(zhuǎn)圈.相應(yīng)地,環(huán)狀磁場控制的區(qū)域是等離子體密度較高的部位.在磁控濺射時(shí),可以看見濺射氣體——?dú)鍤庠谶@部位發(fā)出強(qiáng)烈的淡藍(lán)色輝光,形成一個(gè)光環(huán).處于光環(huán)下的靶材是被離子轟擊較嚴(yán)重的部位,會(huì)濺射出一條環(huán)狀的溝槽.環(huán)狀磁場是電子運(yùn)動(dòng)的軌道,環(huán)狀的輝光和溝槽將其形象地表現(xiàn)了出來.磁控濺射靶的濺射溝槽一旦穿透靶材,就會(huì)導(dǎo)致整塊靶材報(bào)廢,所以靶材的利用率不高,一般低于40%;2、等離子體不穩(wěn)定。山西平衡磁控濺射步驟
廣東省科學(xué)院半導(dǎo)體研究所發(fā)展規(guī)模團(tuán)隊(duì)不斷壯大,現(xiàn)有一支專業(yè)技術(shù)團(tuán)隊(duì),各種專業(yè)設(shè)備齊全。致力于創(chuàng)造***的產(chǎn)品與服務(wù),以誠信、敬業(yè)、進(jìn)取為宗旨,以建芯辰實(shí)驗(yàn)室,微納加工產(chǎn)品為目標(biāo),努力打造成為同行業(yè)中具有影響力的企業(yè)。公司以用心服務(wù)為重點(diǎn)價(jià)值,希望通過我們的專業(yè)水平和不懈努力,將面向半導(dǎo)體光電子器件、功率電子器件、MEMS、生物芯片等前沿領(lǐng)域,致力于打造***的公益性、開放性、支撐性樞紐中心。平臺(tái)擁有半導(dǎo)體制備工藝所需的整套儀器設(shè)備,建立了一條實(shí)驗(yàn)室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時(shí)形成了一支與硬件有機(jī)結(jié)合的專業(yè)人才隊(duì)伍。平臺(tái)當(dāng)前緊抓技術(shù)創(chuàng)新和公共服務(wù),面向國內(nèi)外高校、科研院所以及企業(yè)提供開放共享,為技術(shù)咨詢、創(chuàng)新研發(fā)、技術(shù)驗(yàn)證以及產(chǎn)品中試提供支持。等業(yè)務(wù)進(jìn)行到底。誠實(shí)、守信是對企業(yè)的經(jīng)營要求,也是我們做人的基本準(zhǔn)則。公司致力于打造***的微納加工技術(shù)服務(wù),真空鍍膜技術(shù)服務(wù),紫外光刻技術(shù)服務(wù),材料刻蝕技術(shù)服務(wù)。