真空 ›› 2021, Vol. 58 ›› Issue (4): 1-5.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2021.04.01
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付学成, 徐锦滨, 乌李瑛, 黄胜利, 王英
FU Xue-cheng, XU Jin-bin, WU Li-ying, HUANG Sheng-li, WANG Ying
摘要: 基于小圆形平面靶倾斜磁控溅射的实际情况,针对靶材环形刻蚀槽与水平工件台存在夹角的特点,建立数学模型。利用MATLAB软件进行模拟仿真,研究靶材与工件台正对且高度固定时,不同夹角对膜厚分布的影响。我们发现在工件台相对靶材的水平距离上,膜厚先增加后降低。当靶材夹角适当时,在工件台固定的区域范围内,薄膜沉积速率的变化近似直线。根据薄膜厚度在工件台水平面呈圆弧状递减分布实际特点,模拟出在4英寸的衬底上片内均匀性。根据模拟结果,我们在4英寸的衬底上制备出片内非均匀性小于0.6%的氮化钽薄膜,验证了数学模型的合理性,并解释了非均匀性的实验结果优于模拟计算结果的原因。这为设计制造磁控溅射镀膜设备提供了参考。
中图分类号:
[1] 贾嘉. 溅射法制备纳米薄膜材料及进展[J]. 半导体技术, 2004(7): 71-74. [2] 张继成, 吴卫东, 许华, 等. 磁控溅射技术新进展及应用[J]. 材料导报, 2004(4): 60-63. [3] 杨武保. 磁控溅射镀膜技术最新进展及发展趋势预测[J]. 石油机械, 2005, 33(6): 73-76. [4] 王雪敏, 曾小勤, 吴国松, 等. 磁控溅射在镁合金表面处理中的应用[J]. 铸造技术, 2006(4): 111-114. [5] 王效坤, 房伟华, 刘飞. 磁控溅射法制备的MoO薄膜材料特性[J]. 液晶与显示, 2020, 35(3): 211-218. [6] 付学成, 王英, 沈赟靓, 等. 负偏压功率对溅射沉积钛、铜薄膜电阻的影响[J]. 真空科学与技术学报, 2018, 38(11): 62-66. [7] 付学成, 李金华, 谢建生, 等. 钽掺杂对二氧化钒多晶薄膜相变特性的影响[J]. 红外技术, 2010(3): 53-56. [8] MU E, WU Z H, WU Z M, et al.A Novel Self-Powering Ultrathin TEG Device Based on Micro/nano Emitter for Radiative Cooling[J]. Nano Energy, 2019, 55: 494-500. [9] 李钦虎, 王军. 磁控反应溅射沉积CrN薄膜的抗氧化性研究[J]. 表面技术, 2005, 34(6): 40-41,44. [10] VASCONCELLOS M A Z, HINRICHS R, ANDRADE A M H D, et al. Phase characterization of iron-nitride formed by reactive pulsed magnetron sputtering[J]. Surface and Coatings Technology, 2020, 392: 125753. [11] LIU Y, CHEN J, PENG L M, et al.Improved optical properties of switchable mirrors based on Pd/Mg-TiO2 films fabricated by magnetron sputtering[J]. Materials & Design, 2018, 144: 256-262. [12] FU C L, YANG C R, HAN L G, et al.The thickness uniformity of films deposited by magnetron sputtering with rotation and revolution[J]. Surface and Coatings Technology, 2006, 200(12-13): 3687-3689. [13] FAN Q H, CHEN X H, ZHANG Y.Computer simulation of film thickness distribution in symmetrical magnet magnetron sputtering[J]. Vacuum, 1995, 46(3): 229-232. [14] 黄士勇, 曲凤钦. 用Monte—Carlo法模拟大型磁控溅射器的膜厚分布[J]. 真空电子技术, 1999(5): 38-42. [15] 孟宪权, 任大志. 环形磁控溅射成膜生长速率及厚度均匀性研究[J]. 武汉大学学报: 自然科学版, 1995(3): 351-356. [16] 徐均琪, 易红伟, 蔡长龙, 等. 磁控溅射膜厚均匀性与靶—基距关系的研究[J]. 真空, 2004, 41(2): 25-28. [17] 陈倪娇. 圆形靶磁控溅射均匀性控制及其对沉积薄膜质量影响[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工业大学, 2010. [18] 张以忱, 高士铁, 陈旺. 小圆平面靶磁控溅射镀膜均匀性研究[J]. 真空, 2010, 47(2): 28-33. [19] 侯丽媛. 双靶共沉积镀制复合膜的成分均匀性研究[D]. 沈阳: 东北大学, 2010. [20] 张以忱. 真空镀膜技术[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2009: 116-119. [21] 张以忱. 真空镀膜技术[M]. 北京: 冶金工业出版社, 2009: 88. [22] 李欣年, 江炳尧. 蒙特卡罗模拟单元素靶的溅射产额角分布[J]. 上海大学学报(自然科学版), 1996(1): 12-17. |
[1] | 张健, 牛夏斌, 李建浩, 齐振华. 射频磁控溅射对PET基材制备铝薄膜的性能影响[J]. 真空, 2021, 58(4): 21-24. |
[2] | 余华俊, 赵习军, 武瑞军. 磁控溅射中旋转阴极的对角效应及其解决途径[J]. 真空, 2021, 58(3): 51-54. |
[3] | 杨子淑, 段苹, 邓金祥, 张晓霞, 张杰, 杨倩倩. 不同浓度的Mg掺杂β-Ga2O3薄膜的制备与研究*[J]. 真空, 2021, 58(3): 30-34. |
[4] | 陈志涛. 四米槽式太阳能真空集热管镀膜设备的发展概述[J]. 真空, 2021, 58(2): 20-26. |
[5] | 张玉琛, 张海宝, 陈强. 高功率脉冲磁控溅射制备ZnO薄膜的研究进展*[J]. 真空, 2021, 58(1): 72-77. |
[6] | 吴键坤, 李兆国, 彭丽萍, 易勇, 张继成. 氮分压对ZrN薄膜结构及颜色的影响[J]. 真空, 2021, 58(1): 57-62. |
[7] | 王坤, 王世庆, 李建, 但敏, 陈伦江. 磁控溅射制备紧固件防咬死涂层的厚度均匀性研究*[J]. 真空, 2021, 58(1): 67-71. |
[8] | 戴永喜, 杨倩倩, 邓金祥, 孔乐, 刘红梅, 杨凯华, 王吉有. 不同Si含量掺杂的ZTO薄膜的制备与研究[J]. 真空, 2020, 57(6): 23-26. |
[9] | 韦贤露, 巩晨阳, 肖剑荣. 射频反应磁控溅射制备MoS2薄膜结构及光学性能*[J]. 真空, 2020, 57(5): 11-13. |
[10] | 王朝勇, 李伟, 王凯宏, 李宗泽, 刘志清, 余晨生, 王新练,王小妮,吴昊,马培芳. 直流磁控溅射制备锐钛矿TiO2薄膜生长速率的研究及其在多层膜制备中的应用*[J]. 真空, 2020, 57(5): 19-23. |
[11] | 王晓明, 鄂东梅, 武俊生, 张绪跃, 周艳文. 基于等离子体在磁控溅射增强的模拟*[J]. 真空, 2020, 57(3): 5-6. |
[12] | 张庆芳, 易勇, 罗江山. 溅射功率对铒薄膜微观结构的影响*[J]. 真空, 2020, 57(3): 17-20. |
[13] | 王忠连, 任少鹏, 阴晓俊, 王瑞生, 高鹏, 班超, 胡雯雯. 波长渐变滤光片的设计与测试探讨[J]. 真空, 2020, 57(1): 21-25. |
[14] | 吴厚朴, 田钦文, 田修波, 巩春志. 新型双极性高功率脉冲磁控溅射电源及放电特性研究*[J]. 真空, 2019, 56(6): 1-6. |
[15] | 廖荣, 邓永健, 王家驹, 赵飞兰, 郑若茜, 刘慧君, 柯嘉聪. 高介电氧化铪薄膜的制备与性能研究*[J]. 真空, 2019, 56(5): 52-55. |
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