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《等离子体发射监控系统参与的中频孪生反应磁控溅射沉积tio_2薄膜的实验研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、真 空 科 学 与 技 术 学 报第29卷 第6期690CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY2009年11、12月等离子体发射监控系统参与的中频孪生反应磁控溅射沉积TiO2薄膜的实验研究3赵嘉学 王军生(核工业西南物理研究院 成都 610041)PlasmaEmissionMonitoringandTiO2FilmsGrowthbyMid2FrequencyDualMagnetronReactiveSputtering3ZhaoJiaxue,WangJunsheng(Sou
2、thwesternInstituteofPhysics,Chengdu,610041)AbstractTheTiO2filmsweregrownbymid2frequencydualmagnetronreactivesputtering.Thededicatedplasmae2missionmonitoring(PEM)systemwasinstalledtocontrolinrealtimethefilmgrowthconditionsandtoeliminatethehys2teresiseffectandtarge
3、tpoisoning.ThePEMset2pointsignificantlyaffectsthereliabilityofthefilmgrowthcontrol,thede2positionrate,andthemicrostructuresofthedepositedcompounds.ThedepositionrateshoulddependonthePEMset2pointlinearly,andthereactivesputteringcanbewellstabilizedatanyPEMset2pointi
4、nthetransitionstate.TheexperimentalresultsshowthatthereisacriticalrangeofthePEMset2pointforaspecificcompoundfilmwithagivenstoichiometry,andthatitmakesnosensetoincreasethedepositionrateataPEMset2pointbeyondthiscriticalrange.KeywordsPEM,Mid2frequencydual2magnetronr
5、eactivesputtering,Hysteresiscurve,Set2point摘要 在一个孪生靶实验装置上进行了中频反应磁控溅射沉积TiO2薄膜的工艺实验。得到了一组真实的反应溅射TiO2薄膜的沉积速率和真空与反应气体流量之间关系的迟滞曲线(无等离子体发射监控系统PlasmaEmissionMonitoring,PEM)参与。介绍了PEM参与下的反应溅射TiO2的一些实验现象和结果,此时TiO2的沉积速率与PEM设定值呈很好的线性关系,反应溅射可以稳定在过渡态的任一工作点。设定值是PEM控制系统最关键的参数,直接
6、决定着控制的可靠性、反应溅射速率以及薄膜的微观结构。结果表明,为了得到标准化学配比的反应物,PEM的设定值不能超过某个极限值。要在保证化学配比也就是反应物的成分或结构的前提下提高沉积速率才有意义。关键词 等离子体发射监控系统 中频孪生靶反应溅射 迟滞曲线 设定值中图分类号:TB43文献标识码:Adoi:10.3969/j.issn.167227126.2009.06.20 近年来TiO2是热门的薄膜研究和应用材料之溅射几乎是制备TiO2薄膜的唯一方法(目前国内已一,具有良好的光学、电学、热学、机械性能和化学热有公司研制
7、出导电型TiO2陶瓷靶)。无论是直冷还稳定性,广泛用于光催化—光降解、太阳能电池、减是间冷,金属钛靶都很容易加工,这是其优势。但直[1-3]反射膜和防雾—防露薄膜等领域。流反应溅射存在着严重的阳极消失和靶中毒问题,TiO2的制备方法很多,例如溶胶2凝胶法、喷涂而射频反应溅射的设备复杂,成本高,沉积速率低,法、化学汽相沉积法和磁控溅射法等,其中磁控溅射两者都不利于工业化、低成本、快速生产高品质的薄法以其溅射率高、基片温升低、装置性能稳定、操作膜。配以中频电源的孪生磁控靶的反应溅射可以得方便和适于制作大尺寸靶材等优点而成为镀
8、膜工业到较高的沉积速率,能有效抑制打火、根除阳极消[4-5]失,薄膜的缺陷密度较小,中频电源与靶之间的连接化生产的首选方案。磁控溅射又分直流磁控、[6]射频磁控和中频磁控几种。传统上,金属靶的反应比较简单,不像射频电源那么复杂。由于其沉积收稿日期:20092012143联系人:Tel:(028)82820866;E2
