最近、多くのユーザーからスパッタリングコーティング技術の長所と短所について問い合わせがありました。顧客の要求に応じて、RSM 技術部門の専門家が問題を解決することを期待して共有します。おそらく以下の点が考えられます。
1、アンバランスマグネトロンスパッタリング
マグネトロン スパッタリング カソードの内側と外側の磁極端を通過する磁束が等しくないと仮定すると、それはアンバランス マグネトロン スパッタリング カソードになります。通常のマグネトロン スパッタリング カソードの磁場はターゲット表面近くに集中しますが、アンバランス マグネトロン スパッタリング カソードの磁場はターゲットの外に放射します。通常のマグネトロン陰極の磁場はターゲット表面近くのプラズマを厳しく制限しますが、基板近くのプラズマは非常に弱いため、基板は強いイオンや電子によって衝撃を受けることはありません。非平衡マグネトロンカソード磁場は、プラズマをターゲット表面から遠くまで拡張し、基板を浸漬する可能性があります。
2、高周波（RF）スパッタリング
絶縁膜堆積の原理：絶縁ターゲットの裏面に配置された導体にマイナスの電位を印加します。グロー放電プラズマでは、陽イオンガイド板が加速すると、その前にある絶縁ターゲットに衝撃を与えてスパッタリングします。このスパッタリングは 10 ～ 7 秒間しか持続しません。その後、絶縁ターゲットに蓄積された正電荷により形成される正電位が導体板の負電位を相殺するため、絶縁ターゲットへの高エネルギー正イオンの衝突は停止される。このとき、電源の極性を逆にすると、電子が絶縁板に衝突し、10-9秒以内に絶縁板上の正電荷が中和され、電位がゼロになります。この時、電源の極性を逆にすると10-7秒程度スパッタリングが発生します。
RF スパッタリングの利点: 金属ターゲットと誘電体ターゲットの両方をスパッタリングできます。
3、DCマグネトロンスパッタリング
マグネトロンスパッタリングコーティング装置は、DCスパッタリングカソードターゲット内の磁場を増加させ、磁場のローレンツ力を利用して電場内の電子の軌道を結合して延長し、電子とガス原子間の衝突の機会を増加させ、ガス原子のイオン化率により、ターゲットに衝突する高エネルギーイオンの数が増加し、めっき基板に衝突する高エネルギー電子の数が減少します。
プレーナーマグネトロンスパッタリングの利点:
1.目標電力密度は12w/cm2に達することができます。
2. ターゲット電圧は 600V に達することができます。
3. ガス圧力は 0.5pa に達することがあります。
プレーナーマグネトロンスパッタリングの欠点: ターゲットが滑走路領域にスパッタリングチャネルを形成すること、ターゲット表面全体のエッチングが不均一であること、ターゲットの利用率が 20% ～ 30% にすぎないこと。
4、中間周波ACマグネトロンスパッタリング
中周波交流マグネトロンスパッタリング装置では、通常、同じ大きさ、形状のターゲットを2つ並べて構成することを指し、ツインターゲットと呼ばれることが多いです。それらは中断されたインスタレーションです。通常、2 つのターゲットに同時に電力が供給されます。中周波ACマグネトロン反応性スパッタリングのプロセスでは、2つのターゲットが順番にアノードとカソードとして機能し、同じ半サイクルで互いにアノード、カソードとして機能します。ターゲットが負の半サイクル電位にある場合、ターゲット表面は正イオンによって衝撃を受け、スパッタリングされます。正の半サイクルでは、プラズマの電子がターゲット表面まで加速され、ターゲット表面の絶縁表面に蓄積された正電荷が中和され、ターゲット表面の発火が抑制されるだけでなく、「」現象も解消されます。アノード消失」。
中間周波ダブルターゲット反応性スパッタリングの利点は次のとおりです。
(1) 成膜速度が高い。シリコンターゲットの場合、中周波反応性スパッタリングの成膜速度は DC 反応性スパッタリングの 10 倍です。
（２）スパッタリングプロセスを設定された動作点で安定させることができる。
（３）「発火」現象がなくなる。作製した絶縁膜の欠陥密度は、DC反応性スパッタリング法に比べて数桁少ない。
(4) 基板温度を高くすると、膜の品質と密着性が向上します。
(5) RF電源よりも電源の方がターゲットに合わせやすい場合。
5、反応性マグネトロンスパッタリング
スパッタリングプロセスでは、反応ガスを供給してスパッタ粒子と反応させて化合物膜を生成します。反応性ガスを供給してスパッタリング化合物ターゲットと反応させることができ、同時に反応性ガスを供給してスパッタリング金属または合金ターゲットと反応させて、所定の化学比の化合物膜を調製することもできます。
反応性マグネトロンスパッタリング化合物膜の利点:
（１）使用されるターゲット物質および反応ガスは、酸素、窒素、炭化水素などであり、通常、高純度の生成物が容易に得られ、高純度の化合物膜の調製に役立つ。
（２）プロセスパラメータを調整することにより、化学化合物膜または非化合物膜を調製することができ、その結果、膜の特性を調整することができる。
（３）基板温度が高くなく、基板の制約が少ない。
(4) 大面積の均一塗布に適しており、工業生産を実現します。
反応性マグネトロンスパッタリングのプロセスでは、主に次のような化合物スパッタリングの不安定性が発生しやすくなります。
(1) 複合ターゲットの準備が難しい。
（２）ターゲットの被毒とスパッタリングプロセスの不安定性によって引き起こされるアークストライク現象（アーク放電）。
（３）低いスパッタリング堆積速度。
（４）膜の欠陥密度が高い。
投稿日時: 2022 年 7 月 21 日