Effekt av reaktionstryck på deponeringshastigheten för ZAO-tunna filmer

Figur 2 visar variationen i deponeringshastigheten under olika reaktionstryck. Processparametrarna är: flödesförhållandet O2 och Ar är 3/20, avsättningstemperaturen är 200 ° C och sputteringskraften är 140 W. Det kan ses att avsättningsgraden ökar först och minskar därefter med ökande reaktionsgastryck, och det finns en maximal avsättningshastighet som motsvarar ett optimalt reaktionstryckstryck. Analysen är följande: Å ena sidan, eftersom reaktionstrycket ligger i ett lägre arbetsområde, ökar densiteten hos gasmolekylerna, och sannolikheten för kollision mellan elektroner och gasmolekyler ökar så att energi av elektroner kan växlas mer fullständigt bland gasmolekyler, och energin hos gassputteringpartiklar ökar i enlighet därmed. Å andra sidan bidrar ökningen av reaktionstryckstrycket till att öka joniseringsgraden och minskar plasman motståndet, även utflödet ökar såväl som jonströmmen och energin hos de accelererade initialelektronerna som passerar katodens mörka utrymme minskar , så ökar effektiviteten hos elektronen i katoden till elektron och sedan ökar avsättningsgraden. När reaktionstryckstrycket är i ett högre arbetsområde minskar dock avsättningsgraden med ökningen av reaktionsgastrycket. Eftersom den genomsnittliga fria vägen för atomer och joner i glödutsläppet sjunker och sannolikheten för reflektion och sannolikheten för spridning av gasatomer (Ar) av sputterade målatomer ökar, vilket medför att partikelenergin minskar och partiklarna flyr från avsättningsområdet och återgå till katodens yta efter flera kollisioner, vilket reducerar uppsamlingseffektiviteten hos substratet till sputteratomer. Detta leder till en minskning av deponeringshastigheten. Från Fig.2 kan vi se att det optimala reaktionstrycket i detta experiment är ca 0,7 Pa.

Fig.2 Förhållandet mellan reaktionstryck och avsättningshastighet

Fig.2.1 Relationen mellan O2-flödeshastighet och avsättningshastighet under olika reaktionstryck

På kurvan i figur 2 väljs två punkter 0,5 Pa och 0,9 Pa och ritas som Figur 2.1, och de andra processparametrarna förblir desamma. Det kan konstateras att när trycket ökar rör sig de två inflektionspunkterna i riktning mot högt flöde, andelen metallmönster ökar, och fenomenet målförgiftning lindras, men avsättningsgraden minskas fortfarande snabbt.