磁控溅射薄膜均匀性介绍

2019-12-17

  磁控溅射薄膜均匀性一项重要指标,因此要研究影响溅射均匀性的影响因素,以便较好的实现均匀镀膜。简单的说磁控溅射就是在正交的电磁场中,闭合的磁场束缚电子围绕靶面做螺旋运动,在运动过程中不断撞击工作气体氩气电离出大量的氩离子,氩离子在电场作用下加速轰击靶材,溅射出靶原子离子(或分子)沉积在基片上形成薄膜。所以要实现均匀的镀膜,就需要均匀的溅射出靶原子离子(或分子),这就要求轰击靶材的氩离子是均匀轰击的。由于氩离子是在电场作用下加速轰击靶材,所以要求电场均匀。而氩离子来源于闭合的磁场束缚的电子在运动中不断撞击形成,这就要求磁场均匀和氩气分布均匀。但是实际的磁控溅射装置中,这些因素都是很难均匀,这就要研究他们不均匀对成膜均匀性的影响。实际上磁场的均匀性和工作气体的均匀性是影响成膜均匀性的重要因素。磁场大的位置膜厚,反之膜薄,磁场方向也是影响均匀性的重要因素。气压方面,在一定气压条件下,气压大的位置膜厚,反之膜薄。

  怎样解决不均匀性的问题呢?

  1.要尽量保障磁场的均匀性和方向一致性,形成一个相对均匀的空间磁场。

  2.要尽量保障气压上下的均匀性,真空腔体设计时,要考虑真空泵的安装位置,和工艺气体进气方式以及腔体工艺气管的布局。

  3.由于磁场和气压不可能很理想,那么就可以通过气压的不均匀来补偿磁场不均匀,让薄膜均匀相同。

  4.靶基距也是影响均匀性的重要因素。