磁控濺射靶材鍍膜沉積速率的3個重要因素

2023/10/09

磁控濺射是一種物理氣相沉積方法，它可以通過使用施加到二極管濺射靶上的特殊形成的磁場來沉積各種材料，包括金屬靶材、合金靶材、陶瓷靶材等。沉積速率或成膜速率是衡量磁控濺射機效率的重要參數。

　　影響沉積速率的因素有很多，包括工作氣體的種類、工作氣體的壓力、濺射靶的溫度、磁場強度等。但是今天，我們要談談影響磁控濺射靶材鍍膜沉積速率的3個重要因素：濺射電壓、電流和功率。

　　濺射電壓 (V)

　　濺射電壓對成膜速率的影響有這樣一個規律：電壓越高，濺射速率越快，而且這種影響在濺射沉積所需的能量范圍內是緩和的、漸進的。在影響濺射系數的因素中，在濺射靶材和濺射氣體之后，放電電壓確實很重要。一般來說，在正常的磁控濺射過程中，放電電壓越高，濺射系數越大，這意味著入射離子具有更高的能量。因此，固體靶材的原子更容易被濺射出并沉積在基板上形成薄膜。

　　濺射電流 (I)

　　磁控靶的濺射電流與濺射靶材表面的離子電流成正比，因此也是影響濺射速率的重要因素。磁控濺射有一個普遍規律，即在最佳氣壓下沉積速度最快（根據不同的濺射靶材和不同的濺射項目）。因此，在不影響薄膜質量和滿足客戶要求的前提下，從濺射良率考慮氣體壓力的最佳值是合適的。改變濺射電流有兩種方法：改變工作電壓或改變工作氣體壓力。

　　濺射功率 (P)

　　濺射功率對沉積速率的影響類似于濺射電壓。一般來說，提高磁控靶材的濺射功率可以提高成膜率。然而，這并不是一個普遍的規則。在磁控靶材的濺射電壓低（例如200伏左右），濺射電流大的情況下，雖然平均濺射功率不低，但離子不能被濺射，也不能沉積。前提是要求施加在磁控靶材上的濺射電壓足夠高，使工作氣體離子在陰極和陽極之間的電場中的能量足夠大于靶材的“濺射能量閾值” 。