磁控溅射是一种物理气相沉积方法,它可以通过使用施加到二极管溅射靶上的特殊形成的磁场来沉积各种材料,包括金属靶材、合金靶材、陶瓷靶材等.沉积速率或成膜速率是衡量磁控溅射机效率的重要参数.

影响沉积速率的因素有很多,包括工作气体的种类、工作气体的压力、溅射靶的温度、磁场强度等.但是今天,我们要谈谈影响磁控溅射靶材镀膜沉积速率的3个重要因素:溅射电压、电流和功率.

溅射电压 (V)

溅射电压对成膜速率的影响有这样一个规律:电压越高,溅射速率越快,而且这种影响在溅射沉积所需的能量范围内是缓和的、渐进的.在影响溅射系数的因素中,在溅射靶材和溅射气体之后,放电电压确实很重要.一般来说,在正常的磁控溅射过程中,放电电压越高,溅射系数越大,这意味着入射离子具有更高的能量.因此,固体靶材的原子更容易被溅射出并沉积在基板上形成薄膜.

溅射电流 (I)

磁控靶的溅射电流与溅射靶材表面的离子电流成正比,因此也是影响溅射速率的重要因素.磁控溅射有一个普遍规律,即在最佳气压下沉积速度最快(根据不同的溅射靶材和不同的溅射项目).因此,在不影响薄膜质量和满足客户要求的前提下,从溅射良率考虑气体压力的最佳值是合适的.改变溅射电流有两种方法:改变工作电压或改变工作气体压力.

溅射功率 (P)

溅射功率对沉积速率的影响类似于溅射电压.一般来说,提高磁控靶材的溅射功率可以提高成膜率.然而,这并不是一个普遍的规则.在磁控靶材的溅射电压低(例如200伏左右),溅射电流大的情况下,虽然平均溅射功率不低,但离子不能被溅射,也不能沉积.前提是要求施加在磁控靶材上的溅射电压足够高,使工作气体离子在阴极和阳极之间的电场中的能量足够大于靶材的"溅射能量阈值" .