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磁控溅射靶材变黑,引起靶材中毒的原因



磁控溅射时靶材表面变黑


磁控溅射时靶材表面变黑我们可以想到的

1、可能靶材是多孔的,(细孔)在孔中有一些有机污染物(极端可能性);
2、可能靶材有点粗糙,用纸巾用异丙醇或丙酮擦拭,粗糙的表面在目标表面保留了一些细薄的组织纤维,这可能是碳污染的来源;
3、沉积速率可能相当高,并产生非常粗糙的沉积物;
4、基板与靶材保持非常接近,在目前的溅射条件下(功率、压力、子靶材距离)有一些发热,气体中有一些污染;
5、真空室漏气或漏水,真空室内有挥发的成分,没有充入氩气,充入空气或其他气体,可能引起中毒,这些成分与靶材反应,色物质覆盖靶材表面。


通常靶材变黑引起中毒的因素

靶材中毒主要受反应气体和溅射气体比例的影响。在反应溅射过程中,靶材表面的溅射通道区域被反应产物覆盖或反应产物被剥离,金属表面重新暴露。如果化合物的形成速率大于化合物被剥离的速率,则化合物覆盖面积增加。在一定功率的情况下,参与化合物生成的反应气体量增加,化合物生成速率增加。如果反应气体量增加过多,复合覆盖面积增加,如果反应气体流量不能及时调整,复合覆盖面积增加的速度不会受到抑制,溅射通道将被化合物进一步覆盖。当溅射靶材完全被化合物覆盖时,靶材将完全中毒。


靶材中毒变黑的影响

a、正离子积聚:当靶材中毒时,在靶材表面形成绝缘膜。当正离子到达阴极靶表面时,由于绝缘层的阻挡,它们不能直接进入阴极靶表面。相反,它们沉积在靶材表面,很可能产生电弧放电——在冷场中产生电弧,使阴极溅射无法进行。

b、阳极消失:当靶材中毒时,地面真空室壁上沉积绝缘膜,到达阳极的电子不能进入阳极,形成阳极消失现象。

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