小圆平面靶磁控溅射镀膜均匀性研究

本文从圆平面靶磁控溅射的原理出发,针对圆形平面靶面积小于基片面积的特点进行分析,建立膜厚分布的数学模型,并利用计算机进行模拟计算,目的在于探寻平面靶材面积小于基片面积时影响膜厚均匀性的因素。模拟计算的结果表明:基片偏心自转时,靶基距和偏心距对膜厚分布均有影响。偏心距一定时,随着靶基距的增大,薄膜厚度变小,膜厚均匀性有提高的趋势;靶基距一定时,随着偏心距的增大,膜厚均匀性先变好后变差。当基片自转复合公转时,随着转速比的增大,膜厚均匀性逐渐变好,转速比增大到一定程度后,它对膜厚均匀性的影响逐渐变小。圆形平面靶的刻蚀环范围的变化对薄膜的均匀性有一定的影响。这些理论为小圆平面磁控溅射系统的设计和实际应用提供了理论依据。

直流磁控溅射中磁场强度和阴极电压对圆平面靶刻蚀形貌的影响

本文借助Comsol和Matlab软件模拟了直流磁控溅射圆平面靶系统的磁场分布和荷电粒子分布,对不同磁场强度和阴极电压条件下的荷电粒子分布进行了模拟分析,通过比较靶面离子流密度分布曲线发现:当磁场强度增强时,靶面离子流密度分布曲线会变得更加陡窄;当阴极电压变化时,靶面离子流密度分布曲线几乎没有变化。说明靶材的刻蚀形貌会随磁场强度增强而变窄,而阴极电压变化对靶材的刻蚀形貌没有影响。上述结论对直流磁控溅射工艺参数优化具有一定的理论指导意义。

基于磁控溅射系统的大尺寸Ga_(2)O_(3)薄膜沉积模型与性能研究

薄膜型Ga_(2)O_(3)光电探测器具有成本低廉、性能优异、可重复性高等优点,实现Ga_(2)O_(3)薄膜大尺寸均匀生长对批量制备薄膜型Ga_(2)O_(3)光电探测器具有重要意义。为了实现大尺寸Ga_(2)O_(3)薄膜的高效生长,采用Matlab软件对磁控溅射系统中倾斜圆形平面靶与旋转水平工作台上Ga_(2)O_(3)薄膜沉积模型进行了仿真,分析了靶基距和溅射靶转动角度对薄膜性能的影响,并进行了实验验证。结果表明:靶基距的增加会提高沉积薄膜的均匀性,在一定的靶基距下溅射靶转动角度的增加会使薄膜均匀性先提高后降低,Ga_(2)O_(3)薄膜均匀性实验分析结果与仿真结果基本一致;在靶基距为100 mm、溅射靶转动角度为35°的条件下,在蓝宝石衬底上沉积得到了平均厚度偏差为1.27%的Ga_(2)O_(3)薄膜;以沉积的薄膜批量制备Ga_(2)O_(3)光电探测器,得到的光电探测器对254 nm的光源具有基本一致的光响应。该研究为大批量制备高质量Ga_(2)O_(3)薄膜探测器提供了一定的理论依据。

组合式金合金圆平面磁控靶的设计

首先对传统的圆平面磁控靶的形状进行改进，设计一个靶材利用率高的纯金靶．利用金合金的色区图，计算沉积不同Ｋ值和颜色的镀金膜时，组合式Ｋ金靶上金、银、铜的面积比，从而在纯金靶上固定相应面积的扇形银片和铜片，研制出不同Ｋ值和色度的组合式金合金靶．