Sputterdepositiemethode voor gelegeerde film

Om het aantal doelen dat in het sputtersysteem wordt gebruikt te verminderen, wordt verondersteld dat een doelwit sputtert en legeringsfilms afzet die voldoen aan de samenstelling en prestatie-eisen. Dus legering doelen, composiet inlay doelen en multi-target sputtering kunnen in dit geval worden gebruikt.

In het algemeen gesproken worden in de stationaire ontlading, afhankelijk van de samenstelling van het doelwit, verschillende samenstellende atomen respectievelijk onderworpen aan sputteren. Een voordeel van sputterbekleding vergeleken met vacuümverdamping en ionenplattering is dat het verschil tussen samenstelling van de filmlaag en het doelwit klein is en de bekledingssamenstelling stabieler is. In sommige gevallen echter, als gevolg van selectiesputter fenomeen van verschillende samenstellingelementen, verschillende reverse sputtersnelheid en adhesiekracht van film, kan de samenstelling van de filmlaag en het doelwit sterk verschillen. Bij het gebruik van dit soort legeringsdoel, om de film van bepaalde componenten te verkrijgen, moet de temperatuur van het substraat zo veel mogelijk worden verminderd om het verschil in adhesiesnelheid te verminderen, naast het formuleren van het specifieke doel volgens het experiment en het minimaliseren van de temperatuur van het doelwit. Ook zullen de geschikte procesomstandigheden het omgekeerde sputtereffect op de film verminderen.

In sommige gevallen is het moeilijk om een uniform objectief met een groot oppervlak of een doelwit te bereiden. Dus, het samengestelde mozaïekdoel bestaande uit afzonderlijke elementen kan worden gebruikt. De oppervlaktesamenstelling van het doelwit wordt getoond in Fig. Onder hen is de waaiervormige mozaïekstructuur (d) het meest effectief, het is gemakkelijk om de samenstelling van de film te regelen en de herhaalbaarheid is ook goed. In principe kunnen met deze methode niet alleen binaire legeringen, maar ook ternaire, quaternaire legeringsfilms worden gemaakt.

Figuur 1. Samengestelde doelen in verschillende structuren

(a) Vierkant mozaïekdoel (b) Rond mozaïekdoel (c) Klein rond mozaïekdoel (d) Waaiervormig mozaïekdoel

De structuur van sputtering met meerdere doelen wordt getoond in Figuur 2. Het substraat wordt geroteerd boven de twee of meer doelen, en de depositiedikte van elke film wordt gecontroleerd om een of meerdere atomaire lagen te zijn, en de film neemt om de beurt af, zodat een samengestelde film kan worden verkregen. De In1-xGax Sb éénkristalfilm werd bijvoorbeeld vervaardigd door InSb- en GaSb-doelen. Hoewel dit apparaat gecompliceerd is, maar elke componentfilm kan worden verkregen door de rotatiesnelheid van het substraat te regelen en de aan elk doel aangebrachte spanning te veranderen. Deze parameters kunnen worden geregeld volgens de bekledingstijd, de samenstelling van de film wordt veranderd in de richting van de filmdikte en de superroosterstructuur kan worden verkregen.

Fig. 2. Schematisch diagram van sputterstructuur met meerdere doelen

Hulpkathodemethode wordt over het algemeen gebruikt wanneer het verschil tussen de componenten van de film groot is. Het doel van de hoofdkathode is gemaakt van de hoofdcomponent van de legering en het hulpkathodetarget is gemaakt van de additieve component van de legering. Elk doelwit wordt gelijktijdig gesputterd om de legeringsfilm te vormen. Door de stroom van het hulpkathodedoel aan te passen, kan de hoeveelheid toegevoegde componenten in de legeringsfilm willekeurig worden veranderd.