CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM

PHÖÔNG PHAÙP PHUÙN XAÏ

Lê TrấnNGÖÔØI TRÌNH BAØY:

Địa chỉ bạn đã tải:http://mientayvn.com/Cao%20hoc%20quang%20dien%20tu/Semina%20tren%20lop/seminar.html

Nơi bạn có thể thảo luận:http://myyagy.com/mientay/Dịch tài liệu trực tuyến miễn phí:http://mientayvn.com/dich_tieng_anh_chuyen_nghanh.htmlDự án dịch học liệu mở:http://mientayvn.com/OCW/MIT/Co.htmlLiên hệ với người quản lí trang web:Yahoo: [email protected]: [email protected]

mailto:[email protected]

Trong phuùn xaï, naêng löôïng ñöôïc chuyeån töø ion tôùi ñeán nguyeân töû target,

Taïi sao söû duïng phöông phaùp phuùn xaï?Phuùn xaï coù ñoä ñoàng ñieàu treân dieän tích lôùnDeã kieåm soaùt thaønh phaàn hôïp chaátBeà maët target ñöôïc röûa tröôùc khi laéng ñoïng maøng, nhaèm taåy caùc taïp chaát baån treân beà maëtHaïn cheá: quaù trình laéng ñoïng ôû chaân khoâng trung bình coù theå laøm taêng taïp hôn quaù trình boác bay.

Phuùn xaï

phaù vôû lieân keát giöõa caùc nguyeân töû, böùt nhöõng nguyeân töû ra khoûi target

Ñieàu khieån nguoàn ionKhí trô ñöôïc chuyeån thaønh plasma ñeå hoaït ñoäng nhö nguoàn ionÑieàu khieån nguoàn ion plasma baèng caùch cung caáp naêng löôïng cho chuøm ion

Target:Coù ñoä nguyeân chaát cao laø caàn thieátKích thöôùc phaûi lôùn hôn kích thöôùc cuûa ñeá ñeå maøng coù ñoä ñoàng ñeàu caoNöôùc laøm nguoäi phía sau target

Ñieàu kieän caàn cho phuùn xaï

Chuùng ta caàn gì?Chuùng ta caàn gì? Chuùng ta caàn Chuùng ta caàn

Moâi tröôøng cuûa haït ion hoùa (Plasma)Moâi tröôøng cuûa haït ion hoùa (Plasma) taïo ra plasmataïo ra plasma gia toác ion vaø ñieän töûgia toác ion vaø ñieän töû

plasma laø traïng thaùi thöù 4 cuûa vaät chaátplasma laø traïng thaùi thöù 4 cuûa vaät chaát Chöùa caùc ion di chuyeån töï doChöùa caùc ion di chuyeån töï do Caû haït mang ñieän aâm vaø döôngCaû haït mang ñieän aâm vaø döông Caùc nguyeân töû ôû traïng thaùi kích thích,

naêng löôïng cuûa chuùng ôû traïng thaùi cao, baùn beàn

Haït nhaân (do caùc phaân töû bò ñöùt lieân keát)

plasma coù ñöôïc khi naêng löôïng ñuû caoplasma coù ñöôïc khi naêng löôïng ñuû cao

Haït naêng löôïng cao söû duïng trong phuùn xaï ñöôïc saûn sinh bôûi phoùng ñieän

Aùp theá cao dc ngang qua khí loaûng gaây ra phoùng ñieän

Saûn sinh plasma

Caùi gì laø cô cheá chuyeån khí caùch ñieän thaønh moâi tröôøng daãn ñieän?

Phoùng ñieänBöùt nhöõng nguyeân töû beà maët nhieàu nhaát trong khi giaûm toái ña nhöõng ion caáy vaøo target

Daãn ñieän trong moâi tröôøng khí

Nhöõng vuøng daãn ñieän khaùc nhau trong moâi tröôøng khí

Hai vuøng quan troïng phoùng ñieän Townsend Phoùng ñieän phaùt saùng

Phoùng ñieän Townsend

Ñieän töû phaân taùn töø cathode ñöôïc gia toác höôùng ñeán anode

Ñieän töû coù naêng löôïng ñuû, va chaïm vôùi caùc nguyeân töû khí trung hoøa (A)

Khoaûng caùch giöõa hai ñieän cöïc phaûi ñuû lôùn cho pheùp ñieän töû duy trì ñuû naêng löôïng

Cathode phaûi ñuû roäng ñeå ngaên caûn söï maát maùt ñieän töû

Chuyeån ñoåi khí trung hoøa thaønh ion döông (A+) Hai ñieän töû ñöôïc giaûi phoùng e- + A 2e- + A+

Caùc haït mang ñieän ñöôïc nhaân leân theo caáp soá nhaân

Quaù trình naøy ñöôïc goïi laø phoùng ñieän Townsend

i0 laø doøng ban ñaàu Moái lieân heä naøy lieân quan ñeán doøng

ñieän tích taêng ñoät bieán do saûn sinh ñieän töû thöù caáp

ñaëc tröng cho xaùc suaát ion hoùa moãi ñôn vò chieàu daøi, phuï thuoäc aùp suaát, ñieän tröôøng vaø naêng löôïng ion hoùa

ñaëc tröng cho böùc xaï ñieän töû thöù caáp

Thaùc luõ xaûy ra khi maãu soá laøzero

d

0 d

ei i[1 (e 1)]

Moái lieân heäTownsend

Thaùc luõ

Theá ñaùnh thuõng laø theá khi phoùng ñieän townsend chuyeån sang phoùng ñieän corona :(Pashen’s law)

A,B haèng soád laø khoaûng caùch giöõa hai ñieän cöïcP laø aùp suaát Aùp suaát thaáp:

Vaøi va chaïm giöõa ñieän töû vaø ion Hieäu suaát ñieän töû thöù caáp laø quaù thaáp theá VB cao hôn ñeå duy trì phoùng ñieän

Aùp suaát cao hôn: Va chaïm ñeàu ñaën Ñieän töû khoâng coù

naêng löôïng ñuû lôùn theá VB cao hôn

B

APdVln(Pd) B

Ñöôøng cong Paschen

Theá ban ñaàu caàn ñeå hình thaønh neân plasma

VS laø moät haøm cuûa khí, aùp suaát vaø khoaûng caùnh bia – ñeá

Khi tích p.d thaáp, electron ñaït ñeán anode maø khoâng va chaïm vôùi khí. Vì theá, caàn coù theá cao hôn ñeå ñieän töû gaây ñuû va chaïm ñeå plasma hình thaønh

Theá VS cao hôn cuõng caàn tích p.d cao hôn, bôûi vì ñieän töû va chaïm vôùi nguyeân töû khí tröôùc khi chuùng nhaän ñuû naêng löôïng ñeå gaây ion hoùa

Theá moài

Ñaëc tröng I-V ñöôïc hieäu chænh laïi

A – B: Ñieän tröôøng queùt ion vaø ñieän töû, caùc haït mang ñieän ñöôïc taïo ra töø söï ion hoùa do böùc xaï moâi tröôøng. Böùc xaï moâi tröôøng xuaát phaùt töø tia vuõ truï,

vaät lieäu phoùng xaï hay caùc nguoàn khaùc.


B – C: Theá ñöôïc taêng ñuû lôùn, taát caû nhöõng ion vaø ñieän töû ñöôïc queùt ñi, vaø doøng ñieän ñöôïc duy trì. Doøng naøy phuï thuoäc tuyeán tính vaøo ñoä

maïnh cuûa nguoàn phuùn xa, doøng baõo hoøa khi caùc haït mang ñieän ñeàu ñaït ñeán caùc ñieän cöïc.ï

C – E: Theá taêng qua ñieåm C, doøng taêng theo haøm muõ.

Doøng taêng ñöôïc goïi laø phoùng ñieän townsend.


E: Thaùc luõ ñieän töû xaûy ra.


F – G khí vaøo vuøng phoùng ñieän bình thöôøng, trong ño,ù theá haàu nhö khoâng phuï thuoäc doøng.


G-H: phoùng ñieän baát thöôøng Söï baén phaù cuûa ion raát lôùn. Vuøng naøy

söû duïng cho phuùn xaï.


H: phoùng ñieän hoà quang. Cathode bò ñoát noùng ñeán möùc coù theå phaùt xaï nhieät ñieän töû.


Caáu truùc cuûa phoùng ñieän

Caáu hình naøy trình baøy nhöõng vuøng chính ñaëc tröng cho phoùng ñieän phaùt saùng.

Nhöõng vuøng ñöôïc moâ taû nhö “phaùt saùng" böùc xaï aùnh saùng coøn nhöõng vuøng coù teân “khoâng gian toái" khoâng co böùc xaï aùnh saùng

Nhöõng thaønh phaàn chính cuûa plasma dc

Vuøng saùng laø vuøng ôû ñoù ñieän töû töông taùc vôùi nguyeân töû bò kích thích vaø ion, naêng löôïng maát maùt do phaùt saùng

Maøu cuûa aùnh saùng laø haøm cuûa khí(naêng löôïng ion hoùa cuûa nguyeân töû vaø phaân töû)

Ñieän töû nhaän quaù nhieàu naêng löôïngPhaùt quang giaûm vì söï chuyeån möùc naêng löôïng ñeán nguyeân töû khoâng töông thích vôùi möùc ion hoùa

Vuøng toái laø vuøng ôû ñoù nguyeân töû khí trung hoøa toàn taïi

Khoâng coù aùnh saùng bôûi vì ion hoùa vaø kích thích khoâng xaûy ra


Khoâng gian toái cathode (C) laø vuøng töông ñoái toái, coù ñieän tröôøng maïnh nhaát.Coät aâm (D) laø vuøng coù cöôøng ñoä saùng nhaát trong toaøn phoùng ñieän, ñoä maïnh cuûa ñieän tröôøng trôû neân yeáu do maät ñoä ñieän töû giaûm. Ñieän töû coù naêng löôïng ñuû ñeå gaây ra kích thích nguyeân töûKhoâng gian toái Faraday (E)Naêng löôïng ñieän töû giaûm töø söï va chaïm trong coät aâmCoät döông (F)Ñoä maïnh cuûa ñieän tröôøng ñoàng ñeàu, maät ñoä ñieän töû vaø ion baèng nhau (vuøng plasma chính)Vuøng saùng anode (G)Ñieän töû gaàn anode ñöôïc gia toác vaø kích thích nguyeân töû.


Khoâng gian toái anodeIon ñöôïc ñaåy bôûi anode, ñieän töû bò trieät tieâu (khoâng coù töông taùc do kích thích)

Theá trong oáng phoùng ñieän gioáng hình döôùi ñaây Theá plasma cao hôn theá ôû hai ñieän cöïc

Ñieän töû ñaåy töø hai cöïc vaø ñieàu naøy giuùp plasma oån ñònh

Voû ñieän cöïc

Voû ñieän cöïc

Trong vuøng voû ñieän cöïc, maät ñoä ñieän töû thaáp

Haàu nhö khoâng coù va chaïm hay nguyeân töû bò ion hoùa

Vuøng naøy xuaát hieän toái

Bôûi vì ñieän trôû thaáp neân ñieän tröôøng cao trong vuøng naøy

Caùc loaïi phuùn xaï

Phuùn xaï diodPhuùn xaï phaûn öùngIon plating vaø ion plating phaûn öùngPhuùn xaï magnetronphuùn xaï chuøm ion

ÔÛ target: Nguyeân töû target böùt ra Ion target böùt ra (1 - 2 %) Ñieän töû böùc xaï

Giuùp duy trì plasma Ion Ar+ phaûn xaï nhö nguyeân töû trung hoøa Ar bò troân trong target Photon böùc xaï

Nguyeân töû vaøo traïng thaùi khí

Xuyeân saâu côõ 10 Ao

Naêng löôïng < 50 keV95 % Naêng löôïng tôùi truyeàn cho ñeá => Caàn laøm nguoäi target5 % Naêng löôïng tôùi thaát thoaùt do ion tôùi bò phaûn xaï töø nguyeân töû trung hoøa target, Naêng löôïng naøy thöôøng côõ 5-100 eVNguyeân töû target bò böùt ra vôùi naêng löôïng phaân boá khoâng ñoàng ñeàu Nhieàu nguyeân töû vuoâng goùc vôùi beà maët ñeáPhaân boá cosine Quaù trình ñöôïc ñaëc tröng bôûi hieäu suaát phuùn xaï (S)•S = soá nguyeân töû böùt ra khoûi target / soá ion döông ñaäp tôùi target

Quaù trình truyeàn ñoäng löôïng cuûa ion

Vaät lieäu target Naêng löôïng lieân keátKhoái löôïng nguyeân töû

Khí phuùn xaï Khoái löôïng nguyeân töû (S taêng ñoái vôùi khí

naëng)Naêng löôïng tôùi (S taêng ñoái vôùi naêng löôïng

tôùi cao)

S phuï thuoäc:

Naêng löôïng cöïc ñaïi ion truyeàn cho target

Phuùn xaï dc

Phuùn xaï coù nghóa laø haït naêng löôïng cao ñaäp leân target, loaïi haït naøy sinh ra trong quaù trình phoùng ñieän

Va chaïm ñaøn hoài, khoâng truyeàn naêng löôïng

Va chaïm khoâng ñaøn hoài

Naêng löôïng khoâng ñuû cao kích thích ñieän töû, böùc xaï photon

Naêng löôïng ñuû cao, ion hoùa ñieän töû, taïo ra ñieän töû thöù caáp

Caùc ñieän töû laïi ñöôïc gia toác, va chaïm lieân hoaøn vôùi khí

Doøng ñieän töû ñöôïc thu bôûi anode vaø suy giaûm veà 0 nhanh choùng

Va chaïm giöõa caùc haït

Ñieän töû ñöôïc sinh ra ôû cathode vaø di chuyeån höôùng ñeán anode, ñieän töû va chaïm vôùi nguyeân töû khí giöõa hai ñieän cöïc

Khi va chaïm vôùi nguyeân töû khí, ñieän töû gaây ra:

Kích thích

Phaân ly

Ion hoùa

Ñieän töû ñöôïc taïo ra trong quaù trình, gaây ra hieän töôïng thaùc luõ

Khi ñaït traïng thaùi caân baèng, soá ñieän töû ñuû buø tröø soá ñieän töû bò maát vaø soá ñieän töû taùi hôïp vôùi ion.

Quaù trình töông taùc cuûa caùc haït mang ñieän

Naêng löôïng cuûa ion ñaäp leân target ñöôïc kieåm soaùt nhö sau:< 5eV : giaûi haáp vaät lyù vaø phaûn xaï5 10 eV: coù theå laøm hö haïi beà maët vaø di chuyeån treân beà maët10 30 eV: phuùn xaï> 30 eV: caáy ion

Quaù trình töông taùc cuûa caùc haït mang ñieän

Caùc loaïi phöông phaùp phuùn xaï

Phuùn xaï DC Phuùn xaï RF Phuùn xaï phaûn öùng Phuùn xaï magnetron

Phuùn xaï magnetron bieåu dieãn theo ba phöông phaùp vaø taêng cöôøng hieäu quaû

Söû duïng haït naêng löôïng cao (plasma) ñeå di ñaåy nhöõng nguyeân töû ra khoûi beà maët•Ñöôïc thöïc hieän trong moâi tröôøng chaân khoâng thaáp hoaëc trung bình (~10-3 10-2

torr)• Thuaän lôïi Coù theå söû duïng target lôùn cho söï ñoàng ñeàu cuûa maøng Deå kieåm soaùt beà daøy theo thôøi gian Deå laéng ñoïng hôïp kim vaø hôïp chaát Khoâng coù böùc xaï tia X

Caùc loaïi phöông phaùp phuùn xaï

DC sputtering

Daïng ñôn giaûn cuûa phuùn xaï dc laø oáng phoùng ñieän

Ion phuùn xaï nguyeân töû töø target vaø chuùng ñònh vò treân ñeá

Nguoàn vaät lieäu raén vaø caáu hình coù theå tuøy yùNhieät ñoä laéng ñoïng thaápCoù theå ñaït toác ñoä laéng ñoïng caoÑoä baùm dính toátThaønh phaàn cuûa maøng coù theå baèng thaønh phaàn cuûa nguoàn

DC sputtering

DC sputtering

Phuùn xaï chuøm ion

Aùp suaát aûnh höôûng tôùi toác ñoä laéng ñoïng: Aùp suaát thaáp:

Voû cathode roäng, ion ñöôïc saûn sinh xa töø target, cô hoäi maát maùt raát lôùn

Quaûng ñöôøng töï do trung bình laø daøi, cô hoäi va chaïm do ion hoùa thaáp

phoùng ñieän duy trì khoâng theå ñaït ñöôïc döôùi aùp suaát 10 mTorr

vì theá aùp suaát thaáp coù theå giaûm toác ñoä laéng ñoïng

Aùp suaát cao: Nguyeân töû phuùn xaï traûi qua nhieàu

taùn xaï Vì theá aùp suaát cao cuõng laøm giaûm toác

ñoä laéng ñoïng

Caùc thoâng soá phuùn xaï

Toác ñoä laéng ñoïng toái öu voøng quanh 100 mTorr Töông ñoàng giöõa

Soá ion Ar+ taêng Taùn xaï cuûa ion Ar+ vôùi nguyeân töû trung hoøa

taêng Neáu taêng soá ion maø khoâng taêng soá nguyeân töû

trung hoøa thì quaù trình phuùn xaïcoù theå hoaït ñoäng ôû aùp suaát thaáp

Caùc thoâng soá

Hieäu suaát phuùn xaï

nYn

<n>: Soá haït trung bình böùc xaï moãi laàn ion ñaäp leân beà maët targetn+: Soá ion ñaäp leân beà maët targetY phuï thuoäc vaøo loaïi ion vaø vaät lieäu target

Caùc thoâng soá

Hieäu suaát phuùn xa phuï thuoäc khí vaø vaät lieäu target

Ion coù naêng löôïng Uo = 0.1 - 10 keV

t2

t o

4M M EY(M M ) U

M+: Khoái löôïng ionMt: Khoái löôïng nguyeân töû target

E+: Theá naêng va chaïm


Naêng löôïng ion > 10 KeV

Boác bay nhieät xaûy ra

o

B

UY exp( )k T


Ñeå duy trì plasma:

Aùp suaát cao, daãn ñeán maät ñoä taïp trong khí cao, do va chaïm göõa khí vaø thaønh buoàng lôùn

Phuùn xaï dc

Ion platingKhaéc phuïc taïp trong phuùn xaï diod, moät chuùt theá aâm ñöôïc aùp treân ñeá ñuû ñeá giaûi haáp nhöõng loaïi khí haáp phuï treân ñeá, ñoàng thôøi laøm taêng naêng löôïng beà maët ñeá, giuùp taêng cöôøng khueách taùn beà maët cuûa caùc nguyeân töû targetPhuùn xaï magnetronHaï aùp suaát baèng caùch söû duïng töø tröôøng ñeå baåy ñieän töû gaàn target, laøm taêng quaù trình ion hoùa vaø taêng toác ñoä laéng ñoïng.

Theá aâm thöôøng ñöôïc aùp vaøo ñeá ñeå thay ñoåi doøng vaø naêng löôïng cuûa haït phuùn xaï.

Theá aâm côõ -5 ñeán -300 voân ñöôïc söû duïng

Ñieàu naøy laøm giaûm söï baén phaù ñeá bôûi ion, vì theá:

Taêng ñoä baùm dính Taêng maät ñoä maøng Giaûm ñieän trôû cuûa maøng kim loaïi Taêng ñoä phaûn xaï quang hoïc

Theá aâm ôû ñeá

Hoaït ñoäng raát ñôn giaûn Phuùn xaï dc khoâng ñöôïc söû duïng nöõa

Toác ñoä laéng ñoïng thaáp Thuaän lôïi trong vieäc ñaûo cöïc

Coù theå etching (aên moøn) ñeá tröôùc

Bias sputtering

Phaân cöïc ñaûo laøm thay ñoåi vai troø giöõa target vaø ñeá

Ion ñaäp leân beà maët vaø aên moøn maøng töø ñeá

Ion raát nhaïy ñeå taêng ñoä maïnh löïc lieân keát nguyeân töû hôn thaønh phaàn cuûa caùc loaïi khaùc nhau Khoâng loïc löïa AÊn moøn dò höôùng

AÊn moøn baèng plasma

Phuùn xaï magnetron

Nam chaâm giam plasma phoùng ñieän phaùt saùng ñoái vôùi vuøng gaàn beà maët target nhaát

Töø tröôøng giöõ ñieän töû gaàn target Xaùc suaát va chaïm taêng

Caáu hình heä magnetron: ñieän tröôøng vaø töø tröôøng tröïc giao, ñaët nam chaâm phía sau target.

Heä magnetron bao goàm target maø nam chaâm ñöôïc ñaët sau noù ñeå taïo thaønh baåy töø ñoái vôùi nhöõng haït mang ñieän, nhö nhöõng ion Ar phía tröôùc target

Nguyeân töû ñöôïc baät ra khoûi beà maët target bôûi ion – ñoù laø phuùn xaï. Nhöõng nguyeân töû phuùn xaï khoâng tích ñieän aâm hay döông, vì theá chuùng di chuyeån thaúng ra khoûi baåy töø vaø laéng ñoïng ôû ñeá.


Giam giöõa target vaø töø tröôøng kheùp kín sinh ra plasma maät ñoä ñaëc.

Maät ñoä ion cao ñöôïc sinh ra trong plasma coù baåy töø, vaø nhöõng ion naøy ñöôïc huùt bôûi target coù aùp theá aâm, taïo ra phuùn xaï toác ñoä cao.

Plasma magnetron

Söï xoùi moøn target lôùn nhaát ôû nôi töø tröôøng vaø maät ñoä plama lôùn nhaát.

Ñieàu naøy daån ñeán coâng duïng khoâng hieäu quaû cuûa target coù töø tính

Xoùi moøn target

Thuaän lôïi

Maät ñoä doøng (tæ leä vôùi toác ñoä ion hoùa) taêng 100 laàn so vôùi phuùn xaï dc

Aùp suaát phoùng ñieän coù theå giaûm 100 laàn

Toác ñoä laéng ñoïng taêng 100 laàn

Trong nhöõng naêm tröôùc ñaây maøng moûng kim loaïi ñöôïc boác bay nhöng baây giôø phuùn xaï ñöôïc söû duïng Phuùn xaï coù theå ñöôïc söû duïng ñeå

laéng ñoïng taát caû caùc loaïi chaát daãn ñieän Chuùng ta khoâng theå laéng ñoïng

maøng hôïp kim bôûi phöông phaùp boác bay do nhieät ñoä noùng chaûy cuûa caùc kim loaïi khaùc nhau

Phuùn xaï khoâng laøm thay ñoåi hôïp thöùc

Söï phuû kim loaïi

Tæ soá moân cuûa caùc nguyeân toá trong moät hôïp chaát ñöôïc goïi laø hôïp thöùc

Trong laéng ñoïng hôïp kim chuùng ta caàn kieåm soaùt tæ leä giöõa caùc nguyeân toá Boác bay: ñieåm noùng chaûy

thaáp hôn laéng ñoïng nhanh hôn Phuùn xaï: ñieåm noùng chaûy

khoâng lieân quan

Hôïp thöùc

Taïp chaát trong maøng phuùn xaï thaáp Trong boác bay, taïp chaát do vaät

lieäu chöùa Söï bao phuû baäc thang toát hôn

Phuùn xaï ñöôïc laøm töø dieän tích môû roäng cuûa target boùng môø laø thaáp nhaát

Ñoà ñoàng ñeàu töông ñoái cao

Moät soá öu ñieåm khaùc cuûa phuùn xaï

Söï va chaïm giöõa caùc haït

Söï phaân boá cosin cuûa doøng haït rôøi khoûi ñeá.

Söï phaân boá toác ñoä laéng ñoïng

Naêng löôïng phaûn xaï cuûa haït tôùi thay ñoåi theo khoái löôïng nguyeân töû target

Naêng löôïng phaûn xaï cuûa haït tôùi

Laáy ñi nhöõng caáu hình khoâng phaúng trong laéng ñoïng phuùn xaï coù theá aâm ôû ñeá, cho pheùp loïc löïa toát hôn maãu coù daïng loã

Bias sputtering

Phuùn xaï phaûn öùng


Khí phaûn öùng ñöôïc ñöa vaøo buoàng phuùn xaï cuøng vôùi khí Ar.

Hôïp chaát ñöôïc hình thaønh giöõa khí phaûn öùng vaø nguyeân töû phuùn xaï (ví duï TiN).

Phaûn uùng thöôøng xaûy ra treân beà maët ñeá vaø treân target.

Khi quaù nhieàu khí phaûn öùng coù theå gaây ra toác ñoä phaûn öùng vöôït quaù toác ñoä phuùn xaï

Söï ñaàu ñoäc target laøm thay ñoåi toác ñoä phuùn xaï raát lôùn !


Hôïp chaát ñöôïc laéng ñoïng bôûi phuùn xaï phaûn öùngTarget Reactive Gas Compound

Al O2 Al2O3

Al N2 AlNTi O2 TiO2

Ti N2 TiNSi N2 Si3N4

Ta O2 Ta2O5

Zn O2 ZnOIn-Sn O2 In2O3-SnO2


Phuùn xaï DC söû duïng cho ñeá daãn ñieän Laéng ñoäng SiO2 söû duïng phuùn xaï DC caàn

1012 V Phuùn xaï DC khoâng duy trì ñoái vôùi target

khoâng daãn ñieän, bôûi vì ñieän tích döông treân beà maët target töø choài doøng ion vaø daäp taét phuùn xaï

Theá RF coù theå ñöôïc noái thoâng qua ñeá caùch ñieän, vì theá ñieän cöïc daãn laø khoâng caàn thieát.

Taàn soá RF ñuû cao ñeå duy trì phoùng ñieän. Taàn soá chuaån 13.56MHz Chuùng ta phaûi ñaûm baûo raèng ion döông chæ

baén phaù cathode(target)

Phuùn xaï RF

Phuùn xaï RF

ÔÛ taàn soá radio (13.56 MHz), ñieän cöïc nguoàn seõ phaùt trieån moät maøng ñieän tích aâm (töï hình thaønh) do söï khaùc bieät ñoä linh ñoäng cuûa ñieän töû vaø ion

Ion döông seõ baén phaù ñieän cöïc nguoàn, do ñoù daãn ñeán phuùn xaï target

Ñeá ñöôïc ñaët ôû ñieän cöïc noái ñaát (hay baát cöù nôi naøo khaùc trong buoàng)

Hieäu öùng quan troïng

Taàn soá nhoû hôn 1 MHz Ñieän töû vaø ion trong plasma linh ñoäng

Caû hai loaïi haït mang ñieän theo söï chuyeån ñoåi giöõa anode vaø cathode

Phuùn xaï DC caên baûn ôû caû hai beà maët

Taàn soá lôùn hôn 1 MHz Ion coù theå khoâng theo söï chuyeån ñoåi

naøy(naëng) Ñieän töû coù theå trung hoøa vôùi ñieän

tích döông ñöôïc thaønh laäp

Trong suoát moät vaøi chu kyø ñaàu, nhieàu ñieän töû ñöôïc thu ôû ñieän cöïc nhieàu hôn ion (ñoä linh ñoäng cao), vaø gaây ra tích ñieän aâm hình thaønh ôû ñieän cöïc.

Do ñoù, ñieän cöïc duy trì theá DC oån ñònh, aâm so vôùi theá plasma, Vp.

Theá plama Vp döông giuùp truyeàn ion döông chaäm hôn vaø laøm chaäm söï hình thaønh ñieän cöïc aâm.

Phuùn xaï RF

Ñeá ñöôïc phuùn xaï cuøng toác ñoä nhö target

bôûi vì suït theá baèng nhau ôû caû hai ñieän

cöïc ñoái vôùi heä ñoái xöùng.

Ñieàu naøy khoù coù theå laéng ñoïng vaät

lieäu.

Ñieän cöïc nhoû hôn ñoøi hoûi maät doä doøng

RF cao hôn ñeå duy trì cuøng moät doøng

toång coäng nhö ñieän cöïc lôùn

Phuùn xaï RF

Laøm ñieän cöï target nhoû hôn ñieän cöïc khaùc, suït theá ôû ñieän cöïc target seõ lôùn hôn nhieàu ñieän cöïc khaùc

Vì theá haàu heát phuùn xaï xaûy ra ôû target.

Phuùn xaï RF

CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM

Documents

Transcript of CAÙC PHÖÔNG PHAÙP THÖÏC NGHIEÄM