靶材黑化中毒的原因及现象 靶材中毒怎么解决

一、靶材黑化中毒的原因

靶材中毒是由于在溅射过程中正离子在靶材表面积累，没有被中和。结果，目标表面上的负偏压逐渐减小。最后，目标中毒干脆停止工作。

影响靶中毒的因素主要是反应气体和溅射气体的比例，反应气体过量就会导致靶中毒。反应溅射工艺进行过程中靶表面溅射沟道区域内出现被反应生成物覆盖或反应生成物被剥离而重新暴露金属表面此消彼长的过程。

如果化合物的生成速率大于化合物被剥离的速率，化合物覆盖面积增加。在一定功率的情况下，参与化合物生成的反应气体量增加，化合物生成率增加。如果反应气体量增加过度，化合物覆盖面积增加，如果不能及时调整反应气体流量，化合物覆盖面积增加的速率得不到抑制，溅射沟道将进一步被化合物覆盖，当溅射靶被化合物全部覆盖的时候，靶完全中毒，在靶面上沉积一层化合金属膜。使其很难被再次反应。

二、靶材中毒现象

1、正离子堆积：靶中毒时，靶面形成一层绝缘膜，正离子到达阴极靶面时由于绝缘层的阻挡，不能直接进入阴极靶面，而是堆积在靶面上，容易产生冷场致弧放电---打弧，使阴极溅射无法进行下去。

2、阳极消失：靶中毒时，接地的真空室壁上也沉积了绝缘膜，到达阳极的电子无法进入阳极，形成阳极消失现象。

三、靶材中毒怎么解决

1、使用中频电源或射频电源代替直流电源。

2、采用闭环控制控制反应气体的进气量。

3、采用双靶材。

4、控制镀膜模式的变化：镀膜前采集靶中毒的滞后效应曲线，使进气流量控制在靶中毒前，工艺始终处于沉积速率急剧下降前的模式。

为减少靶材中毒，技术人员常采用以下方法：

1、分别向基板和靶材附近送入反应气体和溅射气体，形成压力梯度。

2、提高排气率。

3、气体脉冲引入。

4、等离子监测等。