關(guān)于shinkuu射頻濺射的說(shuō)明

什么是射頻濺射？

RF濺射是一種使用稱為RF（射頻）的高頻帶電源的濺射方法。它常被用作直流濺射無(wú)法進(jìn)行的絕緣靶材的濺射電源。
盡管可以濺射各種靶材，但它往往比直流濺射源更昂貴，因?yàn)樗枰惭b射頻匹配單元等。本頁(yè)面提供說(shuō)明，幫助您了解射頻濺射相關(guān)的原理和基礎(chǔ)知識(shí)。

射頻濺射原理及絕緣靶材

在直流濺射中，通過(guò)向靶材施加負(fù)直流電壓，吸引正離子并發(fā)生濺射現(xiàn)象。然而，由于絕緣目標(biāo)不導(dǎo)電，目標(biāo)表面會(huì)立即被吸引離子的電荷充電，從而無(wú)法吸引下一個(gè)離子。

另一方面，RF是具有頻率的交流電源，因此施加到目標(biāo)的電壓在正負(fù)之間交替。因此，正離子和帶負(fù)電的電子都可以被吸引，使得可以連續(xù)濺射絕緣靶而不引起充電。

絕緣靶材和背板

許多絕緣靶材都很脆弱，并且經(jīng)常由于濺射薄膜沉積過(guò)程中的熱應(yīng)力而破裂。因此，當(dāng)使用絕緣靶時(shí)，通常將絕緣靶與銦等結(jié)合到被稱為背板的銅板上并進(jìn)行濺射放電。這并不是為了防止裂紋本身，而是為了防止破裂的目標(biāo)分崩離析。如果目標(biāo)粘合到背板上，即使破裂，它也會(huì)保持其形狀，因此您可以繼續(xù)按原樣使用它。

射頻匹配

射頻濺射可能需要根據(jù)所使用的靶材和配方調(diào)整匹配單元。這是直流濺射不需要的一種準(zhǔn)備工作。

通常，將匹配單元內(nèi)部的可變電容器移動(dòng)到外部，以抵消反射波并設(shè)置放電區(qū)域。然而，有時(shí)僅靠這種方法無(wú)法產(chǎn)生穩(wěn)定的放電，此時(shí)請(qǐng)打開匹配單元并進(jìn)行內(nèi)部調(diào)整。除了可變電容器之外，匹配單元還具有固定電容器和線圈，并且通過(guò)移除（或附接）該固定電容器來(lái)進(jìn)行調(diào)整。此外，線圈的每一匝都切有一個(gè)螺孔，因此可以根據(jù)電線連接到哪個(gè)螺孔來(lái)改變?cè)褦?shù)。這里可以通過(guò)改變線圈長(zhǎng)度來(lái)進(jìn)行調(diào)整。

此外，匹配區(qū)域可能會(huì)因微小的變化而發(fā)生變化。如果沒(méi)有放電或無(wú)法匹配，當(dāng)然需要調(diào)整匹配單元，但可以通過(guò)審查濺射時(shí)的真空度、電極罩的形狀、地線的連接方式來(lái)改進(jìn)、同軸電纜的走線方式等也有。

RF點(diǎn)火（點(diǎn)火）

射頻濺射往往比直流濺射更難點(diǎn)燃等離子體。造成這種情況的原因之一是上面提到的匹配，但即使在放電時(shí)進(jìn)行匹配調(diào)整也可能出現(xiàn)這種情況。在這種情況下，需要通過(guò)向?yàn)R射陰極施加直流電壓作為點(diǎn)火觸發(fā)，或者通過(guò)暫時(shí)增加工藝氣體流量以降低真空度來(lái)點(diǎn)燃材料。這是因?yàn)闉R射放電在真空度差（腔室壓力高）的區(qū)域更容易點(diǎn)燃。然而，如果在真空條件較差的條件下進(jìn)行成膜，則會(huì)出現(xiàn)薄膜表面不均勻、速率下降等問(wèn)題，因此僅在點(diǎn)火時(shí)真空度變差，之后維持目標(biāo)真空度放電時(shí)用于將壓力降低到一定程度。

濺射率

濺射速率是指通過(guò)濺射放電形成薄膜的速度。單位以 ?/sec（埃每秒）或 nm/sec（納米每秒）表示。

即使輸出相同的功率，RF濺射的濺射速率也比DC濺射低。這是因?yàn)镽F是交流電源，因此在效率方面不可避免地不如直流電源。不過(guò)，不必太擔(dān)心，濺射率不會(huì)大幅下降。濺射速率也可以通過(guò)調(diào)整T/S距離（靶材到基材的距離）來(lái)增加或減少。

T/S之間的補(bǔ)充距離

如上所述，T/S距離影響濺射速率。通過(guò)縮短T/S距離，濺射速率變得更快，相反，通過(guò)增加T/S距離，濺射速率變得更慢。然而，如果縮短T/S間隔以加快濺射速率，沉積薄膜的厚度分布將相應(yīng)惡化。特別是，隨著電路板面積的增加，這種趨勢(shì)會(huì)變得更強(qiáng)，因此請(qǐng)小心。

在其他情況下，縮短T/S距離可能會(huì)因等離子體而對(duì)基板造成損壞，相反，拉長(zhǎng)T/S距離可能會(huì)導(dǎo)致氮從反應(yīng)性目標(biāo)（例如氮化物）中逸出，有時(shí)無(wú)法形成氮化物。根據(jù)需要形成薄膜。使用濺射設(shè)備時(shí)，根據(jù)用途找到合適的T/S距離也很重要。

必要的設(shè)備

當(dāng)使用直流濺射時(shí)，您只需要一個(gè)直流電源，但使用射頻濺射時(shí)，除了專用的射頻發(fā)生器之外，還需要一個(gè)匹配單元，如上所述。因此，與直流濺射相比，其引入成本要高得多。匹配單元也有兩種類型：一種是手動(dòng)操作內(nèi)部可變電容器，另一種是在反饋射頻輸出的同時(shí)自動(dòng)調(diào)整自身。后一種類型更昂貴。

另外，如果使用射頻電源，還需要申請(qǐng)并獲得使用高頻設(shè)備的許可，因此引入射頻濺射需要一定的成本和精力。

盡管在成本和可用性方面不如直流濺射，但射頻濺射具有能夠使用多種靶材的巨大優(yōu)勢(shì)，并且在許多工作場(chǎng)所得到使用。

射頻濺射同時(shí)放電

有時(shí)您可能想要同時(shí)放電多個(gè)射頻濺射以獲得所需的薄膜。這時(shí)需要注意的是頻率間的干擾。 RF以13.56 MHz的頻率振蕩，多個(gè)以該頻率振蕩的濺射源可能會(huì)相互干擾，導(dǎo)致儀表和放電異常。作為解決這些問(wèn)題的對(duì)策，一些射頻發(fā)生器型號(hào)具有稍微改變頻率以防止相互干擾的功能。考慮同時(shí)放電時(shí)請(qǐng)記住這些事項(xiàng)。

當(dāng)濺射源停止放電時(shí)

您是否曾經(jīng)擁有一臺(tái)正常工作的濺射裝置，但有一天突然停止產(chǎn)生濺射放電，或者開始產(chǎn)生異常放電？原因可能是濺射源臟了。
濺射源的接地屏蔽和陰極之間的間隙非常嚴(yán)格。因此，如果樣品薄片堆積在屏蔽上并且與陰極的關(guān)系發(fā)生變化，則可能會(huì)發(fā)生突然的異常放電。由于其特性，鍍膜設(shè)備越用越臟，因此我們建議經(jīng)常清潔和維護(hù)，以確保長(zhǎng)期安全使用。

另外，主流的成膜濺射源是磁控管型，靶材內(nèi)置磁鐵，但長(zhǎng)期使用磁鐵的磁力會(huì)退磁。當(dāng)該磁力低于某個(gè)閾值時(shí)，濺射源將不再放電。
磁鐵也會(huì)因熱量而消磁，因此即使是新的濺射源，如果長(zhǎng)時(shí)間高輸出放電也會(huì)失去磁力。了解濺射源的冷卻性能也很重要，以防止這種情況發(fā)生。

即使進(jìn)行濺射放電也無(wú)法達(dá)到成膜率時(shí)

在進(jìn)行濺射成膜時(shí)，很少會(huì)出現(xiàn)濺射率達(dá)不到要求或即使等離子體放電也無(wú)法進(jìn)行成膜的情況。這些可能是由目標(biāo)表面的氧化或腔室中的殘留氣體引起的。
例如，如果將鋁或鐵等容易氧化的靶材保存在大氣中，則靶材表面的氧化會(huì)加劇，即使進(jìn)行濺射，放電率也會(huì)較低。在這種情況下，最好用射頻進(jìn)行預(yù)濺射并進(jìn)行清洗，直到靶材表面的氧化膜消失，即可獲得良好的速率。

此外，氮化物等絕緣靶材的濺射速率比導(dǎo)電靶材低得多。因此，如果成膜前腔室沒(méi)有充分抽真空，就會(huì)殘留大量氣體，即使進(jìn)行濺射也很少會(huì)達(dá)不到濺射速率。為了防止這種情況發(fā)生，最好在沉積絕緣靶材之前確保排空腔室。

ICP（感應(yīng)耦合等離子體）放電

普通磁控濺射成膜采用CCP（電容耦合等離子體）方法，但也有ICP（電感耦合等離子體）放電組件用于清潔和活化反應(yīng)。這涉及到在真空中向線圈施加射頻，使線圈內(nèi)流動(dòng)的氣體電離或自由基化，并將其釋放到基板上。

為了清潔（蝕刻）目的，使稀有氣體（例如Ar）流動(dòng)、電離并釋放到基板上以促進(jìn)基板表面上的濺射。
還可以通過(guò)使用射頻使氮或氧流入自由基并將其釋放到基板上來(lái)促進(jìn)基板上的氮化和氧化反應(yīng)。

該成分不僅可以單獨(dú)使用，還可以與分子束外延裝置等組合使用，在利用K電池成膜的同時(shí)釋放自由基并促進(jìn)活性反應(yīng)。 （簡(jiǎn)稱RF-MBE）

真空器件用射頻濺射設(shè)備和射頻元件

射頻濺射設(shè)備[VRF-100S]

*照片是正在開發(fā)的原型。

這是配備有RF電源的高頻濺射裝置。可形成氧化膜、絕緣膜、多層膜（5種來(lái)源）。

Vacuum Device的射頻濺射設(shè)備VRF-100S標(biāo)配5個(gè)可切換的靶材。

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射頻元件【VMC系列】

我們提供各種嵌入式射頻組件。

有與磁性材料兼容的1英寸、2英寸和強(qiáng)磁鐵類型。

作為選項(xiàng)，還可以打開快門機(jī)構(gòu)、氣體引入機(jī)構(gòu)和DC電源。

產(chǎn)品詳情頁(yè)面　?

定制產(chǎn)品示例

[安裝射頻濺射槍的定制示例]

這是將射頻組件連接到定制腔室的示例。

這樣，如果現(xiàn)有設(shè)備有ICF業(yè)務(wù)端口可供安裝，則可以對(duì)射頻部件進(jìn)行改造。