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長沙鑫康新材料有限公司 新聞資訊 行業資訊 靶材晶體尺寸和方向對大面積鍍膜的影響
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靶材晶體尺寸和方向對大面積鍍膜的影響

靶材形狀、純度、密度、孔隙率、晶粒尺寸和結合質量對大面積鍍膜的質量和濺射率有很大影響。今天我們分享濺射靶的晶體尺寸和晶體方向對大面積鍍膜的影響。

濺射靶材粒徑對大面積鍍膜的影響
對于相同成分的靶材,晶粒尺寸較小的靶材的沉積速度快于晶粒尺寸較大的靶材。這是因為晶界在濺射過程中更容易受到攻擊。晶界越多,成膜越快。晶粒尺寸的大小影響飛濺速度,影響薄膜質量。晶粒尺寸對均勻性的影響很小。結果表明,采用相同制備工藝制備的四種同種材料的金屬靶材,通過不同的熱處理時間,晶粒尺寸從0.5 mm變化到3.3 mm,發現薄膜的均勻性沒有差異。因此,晶粒尺寸對薄膜均勻性的影響很小或沒有影響。然而,晶粒尺寸的均勻性將直接影響成膜的均勻性??紤]到靶材的連續消耗,除了靶材同層的均勻性外,還要考慮靶材厚度方向的均勻性,不同截面的晶粒尺寸盡量一致,以保證均勻性不同時期的成膜情況。圖 1、2顯的 NiCr 濺射靶材的微觀結構比較。從晶相照片可以看出,靶材a的晶粒尺寸和均勻度均優于靶材b,濺射薄膜對應的靶材a質量更高。并且不同截面的晶粒尺寸應盡可能一致,以保證不同時期成膜的均勻性。


鎳鉻靶材晶相
圖 1 顯的 NiCr 濺射靶材

鎳鉻靶材金相圖
圖 2 顯的 NiCr 濺射靶材


濺射靶晶向對大面積鍍膜的影響
對于多晶來說,晶粒是沿著一些特殊的取向以不同的程度排列的。在靶濺射過程中,低能離子不能直接從固體表面濺出原子,而是將動量傳遞給被碰撞的原子,引起晶格原子鏈碰撞。這種碰撞會沿著晶格的各個方向進行,但以原子晶格排列最緊密的順序最為有效。因此,靶材表面的原子很容易沿著原子排列最近的方向濺射出去。材料的晶向對濺射速率和膜厚均勻性有顯著影響。我們可以通過改變靶材的晶體結構來提高射速和成片質量。例如,膜厚偏差可以從10%降低到5%。不同的材料具有不同的晶體結構,因此應采用其他成型和熱處理的方法和條件對其進行加工,以使靶材具有最佳的晶體取向。磁控濺射可以提高成膜率和成膜質量。


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