¿Qué es el envenenamiento con objetivos en la pulverización con magnetrón? ¿Cuáles son los factores de influencia general?

- Oct 24, 2018-

¿Qué es el envenenamiento con objetivos en la pulverización con magnetrón? ¿Cuáles son los factores de influencia general?

image

Primero: la formación de compuestos de metal de superficie diana.

¿Dónde se forma el compuesto a partir del objetivo metálico a través de la pulverización reactiva? Como las partículas de gas reactivo chocan con los átomos para producir reacciones químicas para formar átomos compuestos, que generalmente son reacciones exotérmicas, el calor de la formación de la reacción debe tener una forma de realizar, de lo contrario, la reacción química no puede continuar. La conducción de calor entre gases es imposible en condiciones de vacío, por lo que las reacciones químicas deben ocurrir en una superficie sólida. Los productos reactivos de pulverización catódica se realizan en la superficie objetivo, la superficie del sustrato y otras superficies estructurales. La generación de compuestos en la superficie del sustrato es nuestro objetivo. La generación de compuestos en otras superficies estructurales es un desperdicio de recursos. La generación de compuestos en la superficie objetivo es inicialmente una fuente de átomos compuestos, pero más tarde se convierte en un obstáculo para el suministro continuo de más átomos compuestos.

 

En segundo lugar, los factores que influyen en el envenenamiento de objetivos

La intoxicación con el blanco se ve afectada principalmente por la proporción de gas reactivo y gas de pulverización. En el proceso de pulverización reactiva, el área del canal de pulverización en la superficie objetivo está cubierta por productos reactivos o los productos reactivos se eliminan y la superficie metálica se vuelve a exponer. Si la velocidad de formación del compuesto es mayor que la velocidad a la que se elimina el compuesto, el área de cobertura del compuesto aumenta. En el caso de una cierta potencia, la cantidad de gases reactivos involucrados en la formación del compuesto aumenta, y la velocidad de formación del compuesto aumenta. Si la cantidad de gas reactivo aumenta excesivamente y el área de cobertura del compuesto aumenta, si el flujo de gas reactivo no puede ajustarse oportunamente, la tasa de aumento del área de cobertura del compuesto no se inhibirá, y el canal de pulverización será cubierto por el compuesto. . Cuando el objetivo de pulverización está completamente cubierto por el compuesto, el objetivo quedará completamente envenenado.

 

Tercero: fenómeno de envenenamiento de blancos

(1) acumulación positiva de iones: cuando el objetivo está envenenado, se forma una película aislante en la superficie del objetivo. Cuando los iones positivos alcanzan la superficie objetivo del cátodo, no pueden ingresar directamente a la superficie objetivo del cátodo debido a la barrera de la capa de aislamiento. En su lugar, se depositan en la superficie del objetivo, lo que es probable que produzca una descarga de arco, un arco que golpea en el campo frío, lo que hace que el cátodo no pueda continuar. (2) Desaparición anódica: cuando el objetivo está envenenado, la película aislante se deposita en la pared de la cámara de vacío del suelo y los electrones que llegan al ánodo no pueden ingresar al ánodo, lo que forma un fenómeno de desaparición anódica.

 

Cuarto: explicación física del envenenamiento del objetivo

(1) en general, el coeficiente de emisión de electrones secundario de los compuestos metálicos es más alto que el del metal. Después de la intoxicación con el objetivo, la superficie del material objetivo son todos compuestos metálicos. Después de ser bombardeado por iones, el número de electrones secundarios liberados aumenta, lo que mejora la permeabilidad del espacio, reduce la resistencia del plasma y conduce a la disminución del voltaje de pulverización. La tasa de pulverización se reduce. En general, el voltaje de pulverización catódica de la pulverización magnetrónica es entre 400 V y 600 V. Cuando se produce el envenenamiento del objetivo, el voltaje de pulverización se reduce significativamente. (2) la velocidad de pulverización del objetivo metálico es diferente de la del objetivo compuesto. En general, el coeficiente de pulverización del metal es mayor que el del compuesto, por lo que la tasa de pulverización es menor después de la intoxicación con el objetivo. (3) la eficiencia de la pulverización catódica reactiva del gas reactivo es menor que la del gas inerte, por lo que la velocidad de pulverización integrada disminuye después de que aumenta la proporción de gas reactivo.

 

Quinto: la solución del envenenamiento del blanco.

(1) potencia de frecuencia media o potencia de rf.

(2) se adopta el control de circuito cerrado para controlar la cantidad de admisión de gas reactivo.

(3) adoptar objetivos gemelos

(4) controle el cambio de modo de recubrimiento: la curva de efecto de histéresis del envenenamiento del blanco se recolecta antes del recubrimiento, de modo que el flujo de admisión se controla en la parte frontal del envenenamiento del objetivo, y el proceso está siempre en el modo antes de que la tasa de deposición caiga bruscamente .

image

Es relativamente fácil pulverizar átomos de metal en la superficie del objetivo. Por lo general, requiere sputtering de radio frecuencia.

El bombardeo de iones hace que los átomos de metal en la superficie del objetivo sean muy vivos. En este momento, la superficie objetivo está experimentando tanto pulverización como reacción para formar compuestos. Si la tasa de sputtering es mayor que la tasa de generación del compuesto, el objetivo está en el estado de sputter metálico. A la inversa, si la presión del gas de reacción aumenta o la velocidad de pulverización del metal disminuye, el objetivo puede tener repentinamente una velocidad de formación del compuesto que exceda la velocidad de pulverización y deje de emitir chispas.

Para reducir el envenenamiento del objetivo, los técnicos a menudo usan los siguientes métodos: (1) envían gas reactivo y gas de pulverización respectivamente al sustrato y cerca del objetivo para formar un gradiente de presión; (2) aumentar la tasa de escape; (3) introducción del pulso de gas; (4) control de plasma, etc.

 

El envenenamiento del objetivo es causado por la acumulación de iones positivos en la superficie del objetivo en el proceso de pulverización, que no se neutraliza. Como resultado, la presión de polarización negativa en la superficie del objetivo disminuye gradualmente. Finalmente, el envenenamiento del blanco simplemente deja de funcionar.

 

La principal causa del envenenamiento del objetivo es que la velocidad de síntesis del medio es mayor que el rendimiento de pulverización (se inyecta demasiado gas de reacción de oxidación), lo que resulta en la pérdida de la capacidad conductora del objetivo del conductor. Solo cuando se mejora la tensión de ruptura puede brillar el objetivo, la tensión es demasiado alta y la descarga de arco se produce fácilmente. Fenómeno: el voltaje objetivo no puede alcanzar la normalidad durante mucho tiempo, y siempre está funcionando a bajo voltaje, acompañado de una descarga de arco. La superficie del objetivo muestra adherentes blancos o trazas de descarga grises en forma de pin. Si se va a eliminar el envenenamiento del objetivo, se debe utilizar una fuente de alimentación de frecuencia media o una fuente de alimentación de RF en lugar de una fuente de alimentación de CC. La reducción de la cantidad de admisión de gas reactivo, el aumento del poder de pulverización, la limpieza de contaminantes en los materiales objetivo (especialmente la contaminación por aceite) y la selección de polvo y la cubierta de extinción de arco con un buen rendimiento de vacío pueden prevenir efectivamente el envenenamiento del objetivo. El imán empapado en el agua de refrigeración dentro del material objetivo tiene manchas. Mientras la intensidad del campo magnético sea suficiente y el efecto de enfriamiento sea bueno, tiene poca influencia en el material objetivo.

 

El efecto besmirch no es grande. El fuego de fuego es tener un lugar de aislamiento para causar, es comúnmente veneno local o suciedad. El envenenamiento del objetivo se debe a la baja densidad de potencia y, en relación con el exceso de gas reactivo, no se puede evaporar (o rociar) a tiempo, lo que dará como resultado la superficie residual del objetivo, lo que provocará una disminución de la conductividad eléctrica y, por lo tanto, entrará en estado tóxico. La luz no puede brillar, el poder de la chatarra pesada.


IKS PVD personalizó la máquina de recubrimiento por vacío PVD adecuada para usted, contáctenos ahora.

iks.pvd@foxmail.com