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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 凝聚态物理 » 【求助】磁控溅射自偏压问题
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yjyang07

木虫 (著名写手)

[交流] 【求助】磁控溅射自偏压问题

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？？
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天行健，君子以自强不息～～～～～
1楼 2009-09-15 15:31:06
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cjw796

金虫 (小有名气)
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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 ]
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3楼2009-09-15 23:01:55
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cjw796

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小木虫:)(金币+2):3q 2010-02-01 00:48
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 ]
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7楼2009-09-16 17:05:03
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moxming

金虫 (小有名气)
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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
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2楼2009-09-15 21:13:21
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yjyang07

木虫 (著名写手)
Thank you for meaningful discussions~~
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4楼2009-09-16 08:18:59
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moxming

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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~~
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5楼2009-09-16 09:28:36
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wushujie

木虫 (正式写手)

科研菜鸟

我认为

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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！
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比我们牛的人都在努力，我们还能不去拼命吗？
6楼2009-09-16 11:16:03
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yjyang07

木虫 (著名写手)
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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8楼2009-09-16 17:27:00
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cjw796

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自溅射？ 没听说过，也没法讨论了。
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Originally posted by yjyang07 at 2009-9-16 17:27:
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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9楼2009-09-16 23:10:52
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yjyang07

木虫 (著名写手)
呵呵 好像是“再溅射”
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10楼2009-09-17 08:16:53
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