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速率变化与靶寿命的关系-广东振华真空镀膜设备

最近,我们收到了有关溅射靶寿命期间沉积速率变化的原因的询问。

等离子体中带负电的电子被施加带负电的溅射靶表面受到排斥(就像电荷排斥一样),而带正电的离子则被吸引到该表面(相反的电荷吸引)。因此,在每个带负电的靶周围都有一定厚度的护鞘,该护鞘仅包含正离子和中性原子。电子从护鞘的外表面反射,而所有到达护鞘的正离子都被吸引向靶表面。直接得出结论,到达靶表面的正离子电流没有变化。实际上,靶表面已被正离子护鞘从放电中完全屏蔽,其电势不会影响等离子体中发生的现象或流向目标的电流。

然而,发生的是磁场电势随距离的变化。该距离(t)是从阴极组件中永磁体阵列的顶部到靶表面的距离。磁场(M)与系统电源(B)提供的固定负电流相结合,通过数学函数MxB构成靶表面的电势。但是,磁场电势的强度按距离的平方或表示1 / t2的倒数的关系变化。这意味着,随着处于固定位置的磁阵列顶部与靶表面之间的距离(随着靶表面刻蚀轮廓变得更深而变化),并且在靶表面的总电势中起着重要作用。因此,即使来自电源的电流保持恒定,靶表面上的总电势也会显著增加(随着t变小或随着靶腐蚀而减小距离的平方)。简而言之,随着靶材的刻蚀,沉积速率会明显增加。这就是为什么比使用过的靶材厚的新靶材(无腐蚀轮廓)以比具有深刻蚀轮廓的耗损靶材慢得多的速率沉积的原因。