第一:靶面金屬化合物的形成。
由金屬靶面通過(guò)反應(yīng)濺射工藝形成化合物的過(guò)程中,化合物是在哪里形成的呢?由于活性反應(yīng)氣體粒子與靶面原子相碰撞產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物原子,通常是放熱反應(yīng),反應(yīng)生成熱必須有傳導(dǎo)出去的途徑,否則,該化學(xué)反應(yīng)無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。在真空條件下氣體之間不可能進(jìn)行熱傳導(dǎo),所以,化學(xué)反應(yīng)必須在一個(gè)固體表面進(jìn)行。反應(yīng)濺射生成物在靶表面、基片表面、和其他結(jié)構(gòu)表面進(jìn)行。
第二:靶中毒的影響因素
影響靶中毒的因素主要是反應(yīng)氣體和濺射氣體的比例,反應(yīng)氣體過(guò)量就會(huì)導(dǎo)致靶中毒。反應(yīng)濺射工藝進(jìn)行過(guò)程中靶表面濺射溝道區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被反應(yīng)生成物覆蓋或反應(yīng)生成物被剝離而重新暴露金屬表面此消彼長(zhǎng)的過(guò)程。如果化合物的生成速率大于化合物被剝離的速率,化合物覆蓋面積增加。在一定功率的情況下,參與化合物生成的反應(yīng)氣體量增加,化合物生成率增加。如果反應(yīng)氣體量增加過(guò)度,化合物覆蓋面積增加,如果不能及時(shí)調(diào)整反應(yīng)氣體流量,化合物覆蓋面積增加的速率得不到抑制,濺射溝道將進(jìn)一步被化合物覆蓋,當(dāng)濺射靶被化合物全部覆蓋的時(shí)候,靶完全中毒,在靶面上沉積一層化合金屬膜。使其很難被再次反應(yīng)。
第三:靶中毒現(xiàn)象
(1)正離子堆積:靶中毒時(shí),靶面形成一層絕緣膜,正離子到達(dá)陰極靶面時(shí)由于絕緣層的阻擋,不能直接進(jìn)入陰極靶面,而是堆積在靶面上,容易產(chǎn)生冷場(chǎng)致弧光放電---打弧,使陰極濺射無(wú)法進(jìn)行下去。(2)陽(yáng)極消失:靶中毒時(shí),接地的真空室壁上也沉積了絕緣膜,到達(dá)陽(yáng)極的電子無(wú)法進(jìn)入陽(yáng)極,形成陽(yáng)極消失現(xiàn)象。
第四:靶中毒的物理解釋
(1)一般情況下,金屬化合物的二次電子發(fā)射系數(shù)比金屬的高,靶中毒后,靶材表面都是金屬化合物,在受到離子轟擊之后,釋放的二次電子數(shù)量增加,提高了空間的導(dǎo)通能力
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