电磁阴极磁场分布对磁控溅射系统伏安特性的影响

2010-02-16 惠迎雪 西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室

  本诗装修设计好几个种新式的椭圆形立体阴阳阴阴正亚铁离子磁控溅射源。该源有着特有的三极电机转子构造,优化各电机转子整流电感应工作功率可以调整节靶面电交变电场标准的程度不一和划分。实现对系统的的混合气休电池充电伏安性能随各电机转子整流电感应工作功率程度不一变化規律規律的浅议,包括对距靶面60mm 基片台处等阳阴阴正亚铁离子体束流孔隙率程度不一和划分的公测,浅议了阴阳阴阴正亚铁离子电交变电场划分对磁控溅射系统的的伏安性能的会影晌。实践成果反映出阴阳阴阴正亚铁离子电交变电场划分格局对混合气休电池充电动态平稳性和等阳阴阴正亚铁离子体划分会影晌强势,当阴阳阴阴正亚铁离子电交变电场显现一致收敛型划分时,二级光电无线被牢固桎梏在靶面周边,调低了基片台周边等阳阴阴正亚铁离子体束流孔隙率,却增多等阳阴阴正亚铁离子体束流径向划分更加不规则性。调低非平稳电机转子整流电感应工作功率,在附带电交变电场的效用下,阴阳阴阴正亚铁离子电交变电场显现延拓型划分,二级光电无线被推动基片台周边,会使基片台周边等阳阴阴正亚铁离子体束流孔隙率强势提升但径向更加不规则性降低。

  磁控溅射技术是目前最重要的薄膜制备技术之一。与其他薄膜制备技术相比,磁控溅射系统控制方便,工艺稳定,更适合于工业化生产要求。因此,近年来被广泛用于力学、光学、电学等各种功能材料薄膜的制备。然而,在常规的磁控溅射系统中,由于磁场对二次电子的控制过于严密,使等离子体限制在阴极靶表面附近,造成阴极靶材的利用率和离化率偏低,制备薄膜致密度和附着力不够理想等问题。1986 年,Window 提出了“非平衡磁控溅射源”的概念,通过改变溅射源内外磁极的磁场强度,调整等离子体的分布,部分克服了常规磁控溅射的缺点。随着非平衡磁控溅射技术在TiN ,DLC 等薄膜制备中的成功应用 ,这种新的设计思想逐渐为研究者广泛关注,通过改变磁控溅射阴极源磁路结构和磁场产生方式,设计新型的磁控溅射源,成为磁控溅射新技术研究的一种主要途径。本文是在磁控溅射装置的基础上,研制了一种新型的磁控溅射电磁阴极源,通过改变电磁线圈励磁电流大小,控制磁场强度和工作模式的方法,初步研究了磁场分布的变化对阴极源气体放电特性的影响。

1、实验设计

  实验性报告利用靶面直径不低于300mm 平面图一个圆形磁控溅射,靶材使用的不导磁的1Cr18Ni9Ti 不锈不锈钢圆管材料料,循坏水冷式却磁控溅射靶。负极利用电磁波振动器铁,安放于靶材下面,其的型式就像文中1 随时,关键在于能更适合大的平数沉积状保护膜的需求,极磁路利用显著的三极的型式,其心部磁极和中东部地区磁极的激磁初级初级电阻交叉串接,经由连接心部和中东部地区铁芯的的平数,使心部和中东部地区磁极为面的磁通量成正比,导致静态取舍点量磁控负极的型式,因而这俩个初级初级电阻叫作静态取舍点量初级初级电阻,冗余的激磁初级初级电阻能磁控溅射源工做于非静态取舍点量工做情况,叫作非静态取舍点量初级初级电阻。两个初级初级电阻的功率均可在0~2.5A 的工做标准内上下调控,经由调控功率的尺寸,能保持调整靶面人体磁体规划。电磁波振动器初级初级电阻与负极靶非常隔热以保证 溅射源能平安工做。实验性报告中,就内部人员静态取舍点量初级初级电阻工做时磁控源工做仍处于静态取舍点量传统模式,,,内外线初级初级电阻一起工做则为非静态取舍点量传统模式,,。关键在于筛选哪几种传统模式,,下初级初级电阻功率尺寸对人体磁体规划的应响,利用CT3 特斯拉(Tesla)计对多种情况下靶面1cm 处技术人体磁体的尺寸实行了检测。

  实验中本底真空为5.0 ×10 - 3 Pa ,工作气体为氩气。真空系统的真空度和气体流量分别由真空计和质量流量计来调节控制,磁控溅射源由额定功率为20kW 的直流磁控电源供电,电源工作在恒流状态。采用法拉第探针测量等离子体束流密度,探针采集器为不锈钢材料,实验中,将探针放置在靶前60mm 的基片台上,平行于阴极靶面以收集离子束流,由于工作中放电会引起气压波动,实验中氩气流量为控制在180sccm ,工作气压在0.3Pa~0.7Pa范围变化。

磁控溅射阴极结构示意图

图1  磁控溅射负极结构的提示图   限于篇幅,文章中间章节的部分内容省略,详细文章请邮件至作者索要。

3、结论

  磁控溅射源金属电极交变电场区域划分对溅射系統的工做基本特征影晌至为己任要,实验性制作一堆种当下的三级视频电感型式的涡流金属电极源,经由变动涡流电感直流电压的数值控制靶面交变电场的数值和区域划分,会很好地影晌溅射系統的气态充放电基本特征和等正离子体的比热容。研究分析结局显示:   (1) 在改变电磁铁的业务状态下,能够便于地实行磁控溅射源金属电极电场的配制,使溅射源在各种不同的业务模试下业务;   (2) 所的设计的磁控溅射源极具较高的光电厂器件束博弹性弹性系数,以及随电磁能次级线圈功率面积的改变而改变。当溅射源交变电场显现一致收敛型区域划分时,交变电场越强,对再次光电厂器件的把控意识就越强,并且过高的交变电场也会造成的光电厂器件束博弹性弹性系数的变小;当溅射源负极交变电场显现收敛型区域划分时,交变电场对再次光电厂器件的把控意识也会会随着急剧下降;   (3) 当溅射源交变电场展示有界型规划图时, 靶前60mm 处等正铝离子体束流强度较低,但更加匀性最合适,而溅射源交变电场展示收敛型规划图时,靶前等正铝离子体束流强度为显著提高,但更加匀性偏差。