直流反应磁控溅射镀膜工艺的弱点及其改进方法

    由于直流磁控反应溅射镀膜能够精确地控制工艺参数和膜层特性，沉积速率高，易于实现大面积镀膜，因此已经成为薄膜沉积技术中的重要方法之一，活跃在真空镀膜的领域中。然而，由于这种镀膜工艺，不但靶材利用率低、溅射产额有限、靶在反应溅射过程中非刻蚀区堆积着因气相反应而生成的绝缘层，并且在其绝缘层表面上积累了大量的正电荷，最终会引起靶面电流放电，导致从靶面上喷射液滴，这不但可使正在生长着的薄膜产生严重的缺陷，而且还会随着电弧放电频率的进一步增长而使溅射过程难于进行。此外，在反应过程中由于磁控阴极的外部边缘以及周围的阳极都会被覆盖上绝缘层，使阳极的作用逐渐消失，等离子体阻抗不断增加，从而可能造成工艺参数不稳定，成膜的重复性变坏等现象的出现。

    为了解决这些问题，近年来虽然对磁控溅射镀膜工艺中常常采用的两种靶型，圆柱形和平面形磁控溅射靶进行了一些改进，如旋转形圆柱磁控靶可以使靶材利用率从普通形平面磁控靶的25%提高到80%。但是，并不是所有的溅射靶材都能够制成圆筒形管材或将靶材粘接到圆柱形管筒的表面上，所以，溅射材料仍然有较大的局限性。对平面形磁控靶也通过在靶下部增设磁极移动装置使靶材利用率得到一定的提高，但是，在适应大面积工业生产的要求上还是要有相当的距离。

    中频电源供电的孪生靶就是在这种情况下发展起来的一种新的磁控溅射方法，即所谓的“Twin Mag”。由于它的溅射工艺即使在沉积氧化物、氮化物时也能在长时间内获得较高的沉积速率和稳定的镀膜状态。因而，特别适宜于大面积镀膜工业化生产的需要。当前已经成为炙手可热的一种新的薄膜制26备方法，而且，已经快速地得到了应用。

——本文由溅射镀膜设备厂家广东振华发布