ACスパッタリング、特にACプレーナーマグネトロンスパッタリングでは、直流（DC）電源の代わりに交流（AC）電源を使用する。この電源方式の変更により、スパッタリングプロセスにはいくつかの重要な違いと利点がもたらされる。
ACスパッタリングの概要：
ACスパッタリングは、従来の直流電源を中周波の交流電源に置き換えたものである。この変更により、ターゲットの電位が一定の負電圧から交番パルス電圧に変化する。この変更により、異常放電現象が解消され、ターゲットの冷却手段を追加することなく基板近傍のプラズマ密度が向上する。
-
詳細説明
- 電源の変更：
- ACスパッタリングでは、従来のプレーナー・マグネトロン・スパッタリングで使用されていたDC電源をAC電源に置き換えます。この変更は、ターゲットがプラズマとどのように相互作用するかを変えるため、基本的なものである。
-
ACスパッタリングにおけるターゲットの電位は、DCスパッタリングのように一定の負電圧ではなく、正負のパルスが交互に繰り返される。この動的な電位は、プラズマ環境をより効果的に管理するのに役立つ。
- 異常放電の除去：
- ターゲットに印加される電圧が交互に変化するため、異常放電現象の抑制や除去に役立ちます。これは、安定した効率的なスパッタリングプロセスを維持するために極めて重要である。
-
異常放電は成膜プロセスの均一性と品質を乱す可能性があり、ACスパッタリングによって異常放電を低減または除去することで、プロセス全体の信頼性が向上します。
- プラズマ密度の向上：
- AC電源の使用は、基板近傍のプラズマ密度の向上にもつながる。プラズマ密度が高まると、ターゲットへのイオン衝突率が高まり、成膜速度が向上するため、これは有益である。
-
ターゲット表面に印加される平均電力が一定であるため、ターゲットの冷却手段を追加することなく、このプラズマ密度の向上が実現する。
- ACスパッタリングの利点：
- ACスパッタリングは、ZAO（アルミニウムをドープした酸化亜鉛）ターゲットやその他の半導体ターゲットのような材料を効果的にスパッタリングできる。高周波(RF)スパッタリングに比べ、作業者への害が少ない。
- 化合物膜の反応スパッタリングで起こりうるターゲット材料の被毒の問題を解消し、成膜プロセスを安定させることができる。
-
ACスパッタリングはプロセスパラメーターの制御が容易で、膜厚をより均一にすることができる。
- 磁場の効果：
ACプレーナマグネトロンスパッタリングにおける磁場の存在は、電子を集中させ、電子密度を高めるのに役立つ。この電子密度の増加によりアルゴンのイオン化が促進され、ターゲットに衝突するアルゴンイオンの割合が増え、成膜速度が向上する。
結論として、ACスパッタリングは、特にプレーナー・マグネトロン・スパッタリングにおいて、プロセスの安定性、効率、およびさまざまなターゲット材料への対応能力を高めることにより、従来のDCスパッタリングと比較して大きな改善をもたらす。
KINTEKでACスパッタリングの可能性を引き出しましょう！
