Virkning af reaktionstryk på deponeringshastighed for ZAO-tynde film

Figur 2 viser variationen af aflejringshastigheden under forskellige reaktionstryk. Processparametrene er: flowforholdet mellem O2 og Ar er 3/20, aflejringstemperaturen er 200 ° C, og sputteringskraften er 140 W. Det kan ses, at aflejringshastigheden forøges først og derefter falder ved forøgelse af reaktionsgastrykket, og der er en maksimal deponeringshastighed svarende til et optimalt reaktionsgastryk. Analysen er som følger: Da reaktionsgastrykket er placeret i et lavere arbejdsområde, øges densiteten af gasmolekyler, og sandsynligheden for kollision mellem elektroner og gasmolekyler øges, således at energi af elektroner kan udveksles mere fuldt ud blandt gasmolekyler, og energien af gassputteringpartiklerne stiger tilsvarende. På den anden side hjælper forøgelsen af reaktionsgastrykket med at øge ioniseringsgraden og mindske plasmafæstelsen, også udladningen øges såvel som ionstrømmen, og energi fra de accelererede indledningselektroner, der passerer katodens mørke rum, nedsættes , så elektronens optagelseseffektivitet af katoden til elektron øges, og så øges aflejringshastigheden. Når reaktionsgastrykket imidlertid er i et højere arbejdsområde, vil aflejringshastigheden falde med stigningen af reaktionsgastrykket. Fordi den gennemsnitlige fri vej af atomer og ioner i glødudladningen falder, og sandsynligheden for reflektion og sandsynligheden for spredning af gasatomer (Ar) af sputterede målatomer stiger, hvilket medfører, at partikelenergien falder, og partiklerne undgår fra aflejringsområdet og returnere til overfladen af katoden efter flere kollisioner, hvilket reducerer substratets opsamlingseffektivitet til sputteratomer. Dette fører til et fald i deponeringsraten. Fra fig. 2 kan vi se, at det optimale reaktionstryk i dette eksperiment er ca. 0,7 Pa.

Fig.2 Forholdet mellem reaktionstryk og aflejringshastighed

Fig.2.1 Forholdet mellem O2-strømningshastighed og aflejringshastighed under forskellige reaktionstryk

På kurven i figur 2 vælges to punkter 0,5 Pa og 0,9 Pa og afbildes som Figur 2.1, og de øvrige procesparametre forbliver de samme. Det kan konstateres, at når trykket stiger, bevæger de to bøjningspunkter sig i retning af høj strøm, mængden af metalmønstre stiger, og fænomenet forgiftforgiftning lindres, men aflejringshastigheden reduceres stadig hurtigt.