Metodo per la deposizione a polverizzazione di film in lega

Metodo per deposizione per sputtering di film in lega

Al fine di ridurre il numero di bersagli utilizzati nel sistema di sputtering, i film sottili di lega che soddisfano i requisiti di composizione e prestazioni possono essere preparati sputtering deposizione con un bersaglio il più lontano possibile, come target in lega, target Mosaico composito e multi -target sputtering.

In generale, nello stato di scarica stabile, secondo la composizione del bersaglio, tutti i tipi di atomi costituenti sono sottoposti all'effetto dello sputtering, il rivestimento sputtering è superiore all'evaporazione sottovuoto e alla placcatura ionica in quanto: la composizione del film e i componenti target sono meno diversi e i componenti del rivestimento sono stabili. Tuttavia, in alcuni casi, a causa della scelta del fenomeno dello sputtering di diversi componenti, la velocità e l'adesione del film anti-polverizzazione sono diverse, il che causerà il film ei componenti target grandi differenze.Usando questo obiettivo in lega, al fine di rendere il film con alcuni componenti, oltre a preparare il target con proporzione specifica in base all'esperimento e riducendo la temperatura del bersaglio il più lontano possibile, la temperatura del substrato può essere ridotta per ridurre la differenza di velocità di adesione e si possono selezionare condizioni di processo appropriate per ridurre l'effetto anti-sputtering sul film la il più lontano possibile.

In alcuni casi, non è facile preparare vaste aree di bersagli in lega uniforme e bersagli composti. In questo caso è possibile adottare obiettivi compositi Mosaico composti da singoli elementi. La composizione della superficie bersaglio è mostrata nella figura 1. La struttura a mosaico a forma di ventaglio mostrata in FIG. D ha l'effetto migliore, ed è facile controllare la composizione del film e ha una buona ripetibilità. In linea di principio, questo metodo consente di preparare non solo leghe binarie, ma anche leghe ternarie e quaternarie.

Figura 1 obiettivi compositi con diverse strutture

(a) bloccare il bersaglio Mosaico; (b) bersaglio a mosaico rotondo; (c) bersaglio Mosaico quadrato piccolo; (d) Obiettivo Mosaico a forma di ventaglio

Per rendere la distribuzione del componente corrispondente nel film di sputtering, è possibile utilizzare il target Mosaic come mostrato in figura 2. Nella figura, un bersaglio composito di materiale Al è stato perforato nell'area incisa di un bersaglio a matrice Ti per preparare un film di lega Ti Al N o un film composto. Dalla figura si può vedere che la composizione del film è diversa nelle diverse posizioni del substrato. La posizione di intarsio e la quantità di materiale Al corrispondono alla composizione di lega determinata, quindi con questo metodo è molto conveniente realizzare film in lega o composti di vari componenti.

Figura 2 Obiettivo composito del mosaico Ti-Al

La struttura dello sputtering multi-target è mostrata in figura 3. I film composti possono essere preparati ruotando il substrato sopra due o più target e controllando lo spessore di deposizione di ciascun film come uno o più strati atomici. Ad esempio, gli obiettivi InSb e GaSb sono stati usati per produrre film in cristallo singolo in 1-xgax Sb. Sebbene questo dispositivo sia più complicato, è possibile ottenere la membrana di qualsiasi componente controllando la velocità di rotazione del substrato e modificando la tensione applicata su ciascun target. Controllando questi parametri, la composizione del film può essere cambiata nella direzione dello spessore del film, e la struttura del superlattice può essere ottenuta.

FIGURA. 3 schema schematico della struttura dello sputtering multi-target

Quando la composizione del film di lega varia notevolmente, viene solitamente utilizzato il metodo del catodo ausiliario. L'obiettivo principale del catodo è costituito dal componente principale della lega e l'obiettivo del catodo ausiliario è costituito dal componente aggiunto della lega. Sputtering è stato eseguito su ciascun bersaglio simultaneamente per formare un film in lega. Regolando la corrente del target del catodo ausiliario, la quantità di componenti aggiunti nel film di lega può essere cambiata a volontà .

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