關(guān)于shinkuu射頻濺射的說明

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。本頁面提供說明，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，并且通過移除（或附接）該固定電容器來進(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)螺孔來改變?cè)褦?shù)。這里可以通過改變線圈長(zhǎng)度來進(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。如果沒有放電或無法匹配，當(dāng)然需要調(diào)整匹配單元，但可以通過審查濺射時(shí)的真空度、電極罩的形狀、地線的連接方式來改進(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，需要通過向?yàn)R射陰極施加直流電壓作為點(diǎn)火觸發(fā)，或者通過暫時(shí)增加工藝氣體流量以降低真空度來點(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，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調(diào)整T/S距離（靶材到基材的距離）來增加或減少。

T/S之間的補(bǔ)充距離

如上所述，T/S距離影響濺射速率。通過縮短T/S距離，濺射速率變得更快，相反，通過增加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。
還可以通過使用射頻使氮或氧流入自由基并將其釋放到基板上來促進(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?？尚纬裳趸?、絕緣膜、多層膜（5種來源）。

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

產(chǎn)品詳情頁面　?

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。

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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。