磁控濺射的優(yōu)點:1、沉積速度快、基材溫升低、對膜層的損傷??;2、對于大部分材料,只要能制成靶材,就可以實現(xiàn)濺射;3、濺射所獲得的薄膜與基片結(jié)合較好;4、濺射所獲得的薄膜純度高、致密度好、成膜均勻性好;5、濺射工藝可重復(fù)性好,可以在大面積基片上獲得厚度均勻的薄膜;6、能夠控制鍍層的厚度,同時可通過改變參數(shù)條件控制組成薄膜的顆粒大??;7、不同的金屬、合金、氧化物能夠進行混合,同時濺射于基材上;8、易于實現(xiàn)工業(yè)化。磁控濺射涂層有很好的牢固性,濺射薄膜與基板,機械強度得到了改善,更好的附著力。山西平衡磁控濺射
非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強,也有中部強,導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。磁控濺射靶的非平衡磁場不只有通過改變內(nèi)外磁體的大小和強度的永磁體獲得,也有由兩組電磁線圈產(chǎn)生,或采用電磁線圈與永磁體混合結(jié)構(gòu),還有在陰極和基體之間增加附加的螺線管,用來改變陰極和基體之間的磁場,并以它來控制沉積過程中離子和原子的比例。非平衡磁控濺射系統(tǒng)有兩種結(jié)構(gòu),一種是其芯部磁場強度比外環(huán)高,磁力線沒有閉合,被引向真空室壁,基體表面的等離子體密度低,因此該方式很少被采用。另一種是外環(huán)磁場強度高于芯部磁場強度,磁力線沒有完全形成閉合回路,部分外環(huán)的磁力線延伸到基體表面,使得部分二次電子能夠沿著磁力線逃逸出靶材表面區(qū)域,同時再與中性粒子發(fā)生碰撞電離,等離子體不再被完全限制在靶材表面區(qū)域,而是能夠到達基體表面,進一步增加鍍膜區(qū)域的離子濃度,使襯底離子束流密度提高,通??蛇_5mA/cm2以上。這樣濺射源同時又是轟擊基體表面的離子源,基體離子束流密度與靶材電流密度成正比,靶材電流密度提高,沉積速率提高,同時基體離子束流密度提高,對沉積膜層表面起到一定的轟擊作用。安徽單靶磁控濺射流程PVD鍍膜技術(shù)主要分為三類:真空蒸發(fā)鍍膜、真空濺射鍍膜和真空離子鍍膜。
磁控濺射的工藝研究:1、磁場:用來捕獲二次電子的磁場必須在整個靶面上保持一致,而且磁場強度應(yīng)當合適。磁場不均勻就會產(chǎn)生不均勻的膜層。磁場強度如果不適當,那么即使磁場強度一致也會導(dǎo)致膜層沉積速率低下,而且可能在螺栓頭處發(fā)生濺射。這就會使膜層受到污染。如果磁場強度過高,可能在開始的時候沉積速率會非常高,但是由于刻蝕區(qū)的關(guān)系,這個速率會迅速下降到一個非常低的水平。同樣,這個刻蝕區(qū)也會造成靶的利用率比較低。2、可變參數(shù):在濺射過程中,通過改變改變這些參數(shù)可以進行工藝的動態(tài)控制。這些可變參數(shù)包括:功率、速度、氣體的種類和壓強。
交流磁控濺射和直流濺射的區(qū)別:交流磁控濺射和直流濺射相比交流磁控濺射采用交流電源代替直流電源,解決了靶面的異常放電現(xiàn)象。交流濺射時,靶對真空室壁不是恒定的負電壓,而是周期一定的交流脈沖電壓。設(shè)脈沖電壓的周期為T,在負脈沖T—△T時間間隔內(nèi),靶面處于放電狀態(tài),這一階段和直流磁控濺射相似;靶面上的絕緣層不斷積累正電荷,絕緣層上的場強逐步增大;當場強增大至一定限度后靶電位驟降為零甚至反向,即靶電位處于正脈沖△T階段。在△T時間內(nèi),放電等離子體中的負電荷─電子向靶面遷移并中和了絕緣層表面所帶的正電荷,使絕緣層內(nèi)場強恢復(fù)為零,從而消除了靶面異常放電的可能性。非平衡磁控濺射的磁場有邊緣強,也有中部強,導(dǎo)致濺射靶表面磁場的“非平衡”。
磁控濺射靶材鍍膜過程中,影響靶材鍍膜沉積速率的因素:濺射電流: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(guī)律,即在較佳氣壓下沉積速度較快。因此,在不影響薄膜質(zhì)量和滿足客戶要求的前提下,從濺射良率考慮氣體壓力的較佳值是合適的。改變?yōu)R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: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(guī)則。在磁控靶材的濺射電壓低,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"。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。河南金屬磁控濺射分類
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。山西平衡磁控濺射
真空磁控濺射技術(shù)的特點:磁控濺射是由二極濺射基礎(chǔ)上發(fā)展而來,在靶材表面建立與電場正交磁場,解決了二極濺射沉積速率低,等離子體離化率低等問題,成為鍍膜工業(yè)主要方法之一。磁控濺射與其它鍍膜技術(shù)相比具有如下特點:可制備成靶的材料廣,幾乎所有金屬,合金和陶瓷材料都可以制成靶材;在適當條件下多元靶材共濺射方式,可沉積配比精確恒定的合金;在濺射的放電氣氛中加入氧、氮或其它活性氣體,可沉積形成靶材物質(zhì)與氣體分子的化合物薄膜;通過精確地控制濺射鍍膜過程,容易獲得均勻的高精度的膜厚;通過離子濺射靶材料物質(zhì)由固態(tài)直接轉(zhuǎn)變?yōu)榈入x子態(tài),濺射靶的安裝不受限制,適合于大容積鍍膜室多靶布置設(shè)計;濺射鍍膜速度快,膜層致密,附著性好等特點,很適合于大批量,高效率工業(yè)生產(chǎn)。山西平衡磁控濺射
廣東省科學院半導(dǎo)體研究所發(fā)展規(guī)模團隊不斷壯大,現(xiàn)有一支專業(yè)技術(shù)團隊,各種專業(yè)設(shè)備齊全。在廣東省半導(dǎo)體所近多年發(fā)展歷史,公司旗下現(xiàn)有品牌芯辰實驗室,微納加工等。我公司擁有強大的技術(shù)實力,多年來一直專注于面向半導(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,建立了一條實驗室研發(fā)線和一條中試線,加工尺寸覆蓋2-6英寸(部分8英寸),同時形成了一支與硬件有機結(jié)合的專業(yè)人才隊伍。平臺當前緊抓技術(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)驗證以及產(chǎn)品中試提供支持。的發(fā)展和創(chuàng)新,打造高指標產(chǎn)品和服務(wù)。自公司成立以來,一直秉承“以質(zhì)量求生存,以信譽求發(fā)展”的經(jīng)營理念,始終堅持以客戶的需求和滿意為重點,為客戶提供良好的微納加工技術(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),從而使公司不斷發(fā)展壯大。