磁控溅射靶材是按照什么来进行分类的?

2024-05-14

1. 磁控溅射靶材是按照什么来进行分类的?

靶材的分类方法很多.
根据材料的种类,靶材包括金属及合金靶材、无机非金属靶材和复合靶材等.
无机非金属靶材又分为氧化物、硅化物、氮化物和氟化物等不同种类.
根据不同的几何形状,靶材分为圆靶和矩形靶.
目前最常用的分类方法则根据靶材的应用进行划分,主要包括半导体领域应用靶材、记录介质用靶材、显示薄膜用靶材、光学靶材、超导靶材等.

磁控溅射靶材是按照什么来进行分类的?

2. 关于磁控溅射靶材的问题

回答问题可能不是特别对口,部分题目不是特别详细,也没办法详细。如果有疑问再追问或者联系我。
1.膜层厚度测量问题:如果是纯净的氧化锌,或者说是透明的,就可以用光学方法测量膜层厚度,如果是非透明的,就用台阶仪,这量类的测量厚度的光学仪器不少,我不再细说。需要注意的是选择适当的测量范围的仪器。
2.一般磁控溅射可以分为直流(二级)溅射、中频、射频。直流溅射电源便宜,沉积膜层致密度较差,一般国内光热、薄膜电池选择使用的方法,能量较低,溅射靶材为金属靶材。射频能量较高,一般溅射陶瓷靶材。中频两者之间,溅射靶材也为金属靶材。
3.金属靶材溅射过程中,具有溅射速率和沉积速率。溅射速率是靶材原子被溅射逸出的情况,而沉积在基体上的情况为沉积速率,两者在溅射气压等外界环境不同的情况下,并不成正比。但是需要固定工艺下的长时间计算可以确定镀膜时间的。(但是这个时间一般按照溅射完成后膜层的厚度测量来的更加准确)
4.在金属靶材溅射过程中,如果想达到氧化亚锌的理想值,比较难,需要精确控制溅射产额和氧气流量。一般溅射物质为氩气(价格便宜,溅射产额较高)。主要为控制过程,国内的质量流量计一般都比较粗,建议用压电陶瓷阀,德国的sus04。另一个方案是射频溅射氧化亚锌陶瓷靶材,这个容易控制溅射后沉积膜层的两元素的比值。但是需要靶材符合两元素的比之条件,另外,在射频溅射过程中,需要严格控制靶材,陶瓷靶溅射过程中,容易断裂。还有就是射频的危害性较大。
以上为泛泛而谈。如果不通,精确讨论是免不了的。

3. 磁控溅射所用的靶材有哪些类型,形状

⒈金属靶材
镍靶、Ni、钛靶、Ti、锌靶、Zn、铬靶、Cr、镁靶、Mg、铌靶、Nb、锡靶、Sn、铝靶、Al、铟靶、In、铁靶、Fe、锆铝靶、ZrAl、钛铝靶、TiAl、锆靶、Zr、铝硅靶、AlSi、硅靶、Si、铜靶Cu、钽靶T、a、锗靶、Ge、银靶、Ag、钴靶、Co、金靶、Au、钆靶、Gd、镧靶、La、钇靶、Y、铈靶、Ce、钨靶、w、不锈钢靶、镍铬靶、NiCr、铪靶、Hf、钼靶、Mo、铁镍靶、FeNi、钨靶、W等。
⒉陶瓷靶材
ITO靶、氧化镁靶、氧化铁靶、氮化硅靶、碳化硅靶、氮化钛靶、氧化铬靶、氧化锌靶、硫化锌靶、二氧化硅靶、一氧化硅靶、氧化铈靶、二氧化锆靶、五氧化二铌靶、二氧化钛靶、二氧化锆靶,、二氧化铪靶,二硼化钛靶,二硼化锆靶,三氧化钨靶,三氧化二铝靶五氧化二钽,五氧化二铌靶、氟化镁靶、氟化钇靶、硒化锌靶、氮化铝靶,氮化硅靶,氮化硼靶,氮化钛靶,碳化硅靶,铌酸锂靶、钛酸镨靶、钛酸钡靶、钛酸镧靶、氧化镍靶、溅射靶材等。
⒊合金靶材
铁钴靶FeCo、铝硅靶AlSi、钛硅靶TiSi、铬硅靶CrSi、锌铝靶ZnAl、钛锌靶材TiZn、钛铝靶TiAl、钛锆靶TiZr、钛硅靶TiSi、 钛镍靶TiNi、镍铬靶NiCr、镍铝靶NiAl、镍钒靶NiV、镍铁靶NiFe等

磁控溅射所用的靶材有哪些类型,形状

4. 陶瓷靶材在磁控溅射时会出现哪些问题?

功率过大,靶材裂开
建议:功率建议别一上来弄那么大,启辉后慢慢加,最好不超100W,保持冷却水充足。
温度过高,导致铟流出
陶瓷靶材质脆却导热性差,功率高的话,容易出现裂靶。高纯铟的熔点在156℃,靶材工作温度高于熔点会导致铟融化。

5. 铜靶磁控溅射两端与中间差别较大,怎样来处理??

磁场形成回路的时候是磁极部分回路最多,比如条形磁铁的磁场,中间分散,两头集中,回路都在两头。
不论铜靶的溅射方式是平衡磁控溅射还是非平衡磁控溅射,都存在中间分散,两头集中的现象。这样靶材两端磁场很强,束缚的自由电子要比靶材中间的部分多很多。溅射速率也就多了。时间长了就会形成凹槽状。
两端的磁场强度减弱是一种解决方案,但是需要根据经验调节,一般为磁性为靶材中间部分磁铁的1/2。
靶材两端只有很小一段凹槽范围吧?只改变最顶端的磁铁的磁场强度就好了。
另外还有几种方法:平衡溅射的可以让磁铁的两头部分有错位。非平衡的两端磁环减小、改变形状等等。还有其他的方法,不过在市场上应用的就不多了。原因是靶材就算完成同一磁场,两端凹槽消除的情况,靶材由于其自身的软性,壁厚也不可以小于5㎜左右,不然在溅射时候容易产生热变形、沙眼、高强度放电等现象。
另外,整个靶材磁场强度控制5%是指的磁铁表面的吧?测量时需要完成安装后测量靶材表面的磁场强度,因为行程磁控的作用点在靶材附近形成等离子体。

铜靶磁控溅射两端与中间差别较大,怎样来处理??

6. 影响磁控靶材溅射电压的分析

  磁控溅射是入射粒子和靶的碰撞过程.入射粒子在靶中经历复杂的散射过程,和靶原子碰撞,把部分动量传给靶原子,此靶原子又和其他靶原子碰撞,形成级联过程.在这种级联过程中某些表面附近的靶原子获得向外运动的足够动量,离开靶被溅射出来.磁控溅射的阴极工作电压随着靶材表面磁场的增加而降低,也随着靶表面溅射蚀刻槽的加深而降低.溅射电流随着靶材表面溅射蚀刻槽的加深而增加,因为靶的溅射蚀刻表面越来越靠近靶后面的永磁体的强磁场.因此,靶材的厚度是有限的.更厚的非磁性靶材可用于更强的磁场.当磁场强度增加到0.1T以上时,磁场强度对溅射电压的影响不明显. 
       靶面磁场、靶材材质、气体压强、阴- 阳极间距等影响磁控靶材溅射电压.本文详细分析这些因素对靶溅射电压的影响. 
     靶面磁场  
    铁磁靶材会影响磁控溅射.由于大部分磁力线穿过铁磁材料内部,靶材表面的磁场减弱,需要高电压才能点燃目标表面.除非磁场很强,否则磁性靶材必须比非磁性材料薄(磁控靶材的最大值不应超过3mm,铁溅射靶材和钴溅射靶材的最大值不应超过3mm) 不应超过 2 毫米)才能正常照明和操作.正常工作时,磁控靶材表面磁场强度约为0.025T-0.05T;靶材经溅射蚀刻后,靶材表面磁场强度大大提高,接近或大于0.1T. 
     靶材材质  
    ①在真空条件不变的条件下,不同材质与种类靶材对磁控靶的正常溅射电压会产生一定的影响. 
    ②常用的靶材(如铜 Cu、铝Al、钛 Ti)的正常溅射电压一般在 400~600V 的范围内. 
       ③ 有的难溅射的靶材(如锰Mn、铬Cr等)的溅射电压比较高,一般需>700V 以上才能完成正常磁控溅射过程;而有的靶材(如氧化铟锡 ITO)的溅射电压比较低,可以在 200多伏电压时实现正常的磁控溅射沉积镀膜. 
          ④ 实际镀模过程中,由于工作气体压力变化.或阴极与阳极间距偏小(使直空腔体内阻抗特性发生变化),或真空腔体与磁控靶的机械尺寸不匹配,同时选用了输出特性较软的靶电源等原因,导致磁控靶的溅射电压(即靶电源输出电压)远低于正常溅射示值,则可能会出现靶前存虽然呈现出很亮的光圈,就是不能见到靶材离子相应颜色的泛光,以至不能最后溅射成膜的状况. 
     气体压力  
    在磁控溅射或反应磁控溅射过程中,工作气体或反应气体压力会对磁控溅射电压产生一定的影响. 
    ①工作气体压力 
    一般的规律是;在真空设备环境条件确定和靶电源的控制面板设置参数不变时,随着工作气体(如氩气)压强(0.1~10Pa)的逐步增加,气体放电等离子体的密度也会同步增加,致使等离子体等效阻抗减小,磁控靶的溅射电流会逐步上升,溅射工作电压亦会同步下降. 
    ②反应气体压力 
    在反应磁控溅射镀膜过程中,当真空设备的环境条件确定,靶电源控制面板的设置参数不变时,磁控靶的溅射电流会逐渐减小(直至"阴极中毒"和"阳极消失")随着反应气体(如氮气和氧气)的压力逐渐增加.同时,溅射工作电压会逐渐升高. 
     阴阳间距  
    当阴阳极间距过大时,等效气体放电的内阻主要由等离子体等效内阻决定.反之,当阴阳间距过小时,等离子体放电的内阻就会变小.当磁控靶点火进入正常溅射时,如果阴阳极间距太小,可能会出现溅射电流虽然达到工艺设定值,靶材溅射电压仍然偏低的情况. 

7. 磁控溅射靶材现在在向什么方向发展?

溅射靶材向大尺寸、高纯度化发展
高纯金属溅射靶材主要应用在晶圆制造和先进封装过程,以芯片制造为例,我们可以看到从一个硅片变成一个芯片需要经历7大生产过程,分别是扩散(ThermalProcess),光刻(Photo-lithography),刻蚀(Etch)、离子注入(IonImplant),薄膜生长(DielectricDeposition)、化学机械抛光(CMP),金属化(Metalization),每个环节需要用到的设备,材料和工艺一一对应.溅射靶材就是被用在"金属化"的过程中,通过薄膜沉积设备使用高能的粒子轰击靶材然后在硅片上形成特定功能的金属层,例如导电层,阻挡层等.
溅射靶材的技术发展趋势与下游应用领域的技术革新息息相关,随着应用市场在薄膜产品或元件上的技术进步,溅射靶材也需要随之变化.
在下游应用领域中,半导体产业对溅射靶材和溅射薄膜的品质要求最高,随着更大尺寸的硅晶圆片制造出来,相应地要求溅射靶材也朝着大尺寸方向发展,同时也对溅射靶材的晶粒晶向控制提出了更高的要求.
溅射薄膜的纯度与溅射靶材的纯度密切相关,为了满足半导体更高精度、更细小微米工艺的需求,所需要的溅射靶材纯度不断攀升,甚至达到99.9999%(6N)纯度以上.
靶材作为重点鼓励发展的战略性新兴产业,并出台产业政策,"十三五"提出,到2020年重大关键材料自给率达到70%以上,初步实现我国从材料大国向材料强国的战略转变.目前我国企业在靶材领域已陆续取得突破,在现在的经济背景下,国产靶材必将取得长足发展.

磁控溅射靶材现在在向什么方向发展?

8. 磁控溅射中的靶材分为金属合金靶和陶瓷靶,那像一些金属氧化物的靶材为什么叫陶瓷靶呢?

首先靶材有纯金属靶,也有合金靶(两种或者多种金属掺在一起),还有就是一些不导电的靶材,好多都是氧化物的靶材。把氧化物的靶材成为陶瓷靶也不是很规范的。
常用的靶材有:硅铝靶、氧化钛靶、锡靶、锌铝、锌锡、锌锡锑、钛靶、不锈钢靶、铬靶、铌靶以及旋转ZAO靶材等。