纯度是靶材的主要性能指标之一,因为靶材的纯度对薄膜的性能影响很大。不过在实际应用中,对靶材的纯度要求也不尽相同。据调查,我国80%左右的岩金矿山采用浮选法选金,产出的精矿多送往有色冶炼厂处理。例如,随着微电子行业的迅速发展,硅片尺寸由6”, 8“发展到12”, 而布线宽度由0.5um减小到0.25um,0.18um甚至0.13um,以前99.995%的靶材纯度可以满足0.35umIC的工艺要求,而制备0.18um线条对靶材纯度则要求99.999%甚至99.9999%。
杂质含量:靶材固体中的杂质和气孔中的氧气和水气是沉积薄膜的主要污染源。不同用途的靶材对不同杂质含量的要求也不同。半导体工业用的纯铝及铝合金靶材,对碱金属含量和性元素含量都有特殊要求。
一般来说,利用溅镀制程进行薄膜披覆有几项特点:(1)金属、合金或绝缘物均可做成薄膜材料。(2)再适当的设定条件下可将多元复杂的靶材制作出同一组成的薄膜。(3)利用放电气氛中加入氧或其它的活性气体,可以制作靶材物质与气体分子的混合物或化合物。磁控溅射一般分为二种:直流溅射和射频溅射,其中直流溅射设备原理简单,在溅射金属时,其速率也快。(4)靶材输入电流及溅射时间可以控制,容易得到的膜厚。(5)较其它制程利于生产大面积的均一薄膜。(6)溅射粒子几不受重力影响,靶材与基板位置可自由安排。(7)基板与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上,且由于溅射粒子带有高能量,在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜,同时此高能量使基板只要较低的温度即可得到结晶膜。
磁控溅射原理:电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与原子发生碰撞,电离出大量的离子和电子,电子飞向基片。离子在电场的作用下加速轰击靶材,溅射出大量的靶材原子,呈中性的靶原子(或分子)沉积在基片上成膜。1970年以后,黄金生产逐步发展,氰化法提金工艺日益广泛地应用,矿山就地产金量日渐增多,1985年矿山成品金的产量已占全国黄金产量的70%,选厂产出的精矿产品大部分就地氰化冶炼产出成品金。二次电子在加速飞向基片的过程中受到磁场洛仑磁力的影响,被束缚在靠近靶面的等离子体区域内,该区域内等离子体密度很高,二次电子在磁场的作用下围绕靶面作圆周运动,该电子的运动路径很长,在运动过程中不断的与原子发生碰撞电离出大量的离子轰击靶材,经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低,摆脱磁力线的束缚,远离靶材,终沉积在基片上。
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