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【求助】磁控溅射自偏压问题

作者 yjyang07
来源: 小木虫 900 18 举报帖子
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大家似乎对磁控溅射自偏压问题不是很care
请教大家:他的物理意义是什么?是交流的还是直流的?做实验的时候发现自偏压在开始溅射的时候较大,一会就变小了,为什么?? 返回小木虫查看更多

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  • 精华评论
  • moxming

    自偏压是电子随着射频频率的变化,就像交流电一样,而产生的一个等效电压。等效电压,是换算为直流了的,就像我们日常生活中的220V电压一样,其实它的峰值电压不止220V。
    自偏压和靶材,氩氧比,温度,以及工作压强有关吧,LZ可以看看到底是什么原因

  • cjw796

    这个说法似乎有点问题,根据我的理解,自偏压是由于电子和Ar+的移动速度不一致而产生的,同样,只有产生了自偏压,溅射才能发生,否则设想你加一个正电压,又加一个负电压,材料被溅射,然后又被反溅射,最后什么也没有。所以自偏压就是在RF电压的基础上施加的一个偏置电压,假如你的RF是从-300V到300V,加一个200V的偏压之后就是从-100V到500V。自偏压当然是直流了。
    这一点楼上说得没错,自偏压和靶材,氩氧比,温度,以及工作压力有关,是一个无法单独调节的量。
    至于你的自偏压随着溅射的改变而改变,这可能是溅射过程中一些其他参数不稳定造成的。

    引用回帖:
    Originally posted by moxming at 2009-9-15 21:13:
    自偏压是电子随着射频频率的变化,就像交流电一样,而产生的一个等效电压。等效电压,是换算为直流了的,就像我们日常生活中的220V电压一样,其实它的峰值电压不止220V。
    自偏压和靶材,氩氧比,温度,以及工作压 ...

    [ Last edited by cjw796 on 2009-9-15 at 23:04 ]

  • yjyang07

    Thank you for meaningful discussions~~

  • moxming

    引用回帖:
    Originally posted by cjw796 at 2009-9-15 23:01:
    这个说法似乎有点问题,根据我的理解,自偏压是由于电子和Ar+的移动速度不一致而产生的,同样,只有产生了自偏压,溅射才能发生,否则设想你加一个正电压,又加一个负电压,材料被溅射,然后又被反溅射,最后什么 ...

    "你加一个正电压,又加一个负电压,材料被溅射,然后又被反溅射,最后什么也没有。"--------溅射出来的靶材的原子是电中性的,不会像电子运动一样,有被溅射还会被反溅射的,因而不会什么都没有的。

    电压由原来的交流-300V-300V,假设加了200V自偏压以后,变为-100V-500V,其作用是什么呢?还麻烦您进一步解释一下啊。

    也许正像您说的,自偏压是加的直流偏压吧,但是自偏压的原理是什么呢?请您给我讲讲啊,谢谢~~

  • wushujie

    我认为是交流电源,电流电压不同步造成的,也就是电流电压不是同一个相位!

  • cjw796

    这个说法是假设没有自偏压的情况,当然靶的基片之间是不对称的,所以有可能溅射的不会被完全反溅射,但肯定可以保证溅射产率会很低。

    既然大家还不明白自偏压的产生和物理意义,我就详细来说说。
    标准的射频电源应该是一个余玄电源,也就是正的半周期和负的半周期是完全对称的,所以在正的半周期电子在电场作用下向靶材移动,负的半周期下正离子向靶材移动,由于他们所受的电场力大小是相同的(因为带电大小一样),但由于他们质量不同,所以他们的加速度不一样大小,移动速度也就不一样大小,所以在两个半周期内到达靶表面的电子数到大于正粒子数,由于射频一般是用在绝缘靶上,这样在靶上就产生了电荷积累,而电荷积累产生的电势相当于在交流电源上叠加了一个直流偏压,就使正半周期和负半周期不一致,正半周期减小而负半周期增加,从而到达靶表面的的电子数减小而正离子数增加,最终达到一个平衡状态,在一个周期内到达靶表面的电子数和正离子数一样多,从而溅射达到一个稳定的状态。这时候由于在靶表面的电子积累而产生的电压就是直流自偏压。

    引用回帖:
    Originally posted by moxming at 2009-9-16 09:28:


    "你加一个正电压,又加一个负电压,材料被溅射,然后又被反溅射,最后什么也没有。"--------溅射出来的靶材的原子是电中性的,不会像电子运动一样,有被溅射还会被反溅射的,因而不会什么都没有的。 ...

    [ Last edited by cjw796 on 2009-9-17 at 17:04 ]

  • yjyang07

    还有一个问题讨论下:所谓的“自溅射”到底是什么意思?是什么离子溅射到样品上了?为什么?

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