脈衝磁控濺射

脈衝磁控濺射是採用矩形波電壓的脈衝電源代替傳統直流電源進行磁控濺射沉積。脈衝濺射可以有效地抑制電弧產生進而消除由此產生的薄膜缺陷,同時可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列顯著的優點,是濺射絕緣材料沉積的優選工藝過程。

工作原理

在一個周期記憶體在正電壓和負電壓兩個階段,在負電壓段,電源工作於靶材的濺射,正電壓段,引入電子中和靶面累積的正電荷,並使表面清潔,裸露出金屬表面。

加在靶材上的脈衝電壓與一般磁控濺射相同!為400~500V,電源頻率在10~350KHz,在保證穩定放電的前提下,應儘可能取較低的頻率#由於電漿中的電子相對離子具有更高的能動性,因此正電壓值只需要是負電壓的10%~20%,就可以有效中和靶表面累積的正電荷。占空比的選擇在保證濺射時靶表面累積的電荷能在正電壓階段被完全中和的前提下,儘可能提高占空,以實現電源的最大效率。

分類

(1)、單向脈衝

單向脈衝正電壓段的電壓為零!濺射發生在負電壓段。由於零電壓段靶表面電荷中和效果不明顯。

(2)、雙向脈衝

雙向脈衝在一個周期記憶體在正電壓和負電壓兩個階段,在負電壓段,電源工作於靶材的濺射,正電壓段,引入電子中和靶面累積的正電荷,並使表面清潔,裸露出金屬表面。雙向脈衝更多地用於雙靶閉合式非平衡磁控濺射系統,系統中的兩個磁控靶連線在同一脈衝電源上,兩個靶交替充當陰極和陽極。陰極靶在濺射的同時,陽極靶完成表面清潔,如此周期性地變換磁控靶極性,就產生了“自清潔”效應。

優點

脈衝濺射可以有效地抑制電弧產生進而消除由此產生的薄膜缺陷,同時可以提高濺射沉積速率,降低沉積溫度等一系列顯著的優點,是濺射絕緣材料沉積的優選工藝過程。

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