一、靶面金屬化合物的形成

由金屬靶面通過反應(yīng)濺射工藝形成化合物的過程中，化合物是在哪里形成的呢？由于活性反應(yīng)氣體粒子與靶面原子相碰撞產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)生成化合物原子，通常是放熱反應(yīng)，反應(yīng)生成熱必須有傳導(dǎo)出去的途徑，否則該化學(xué)反應(yīng)無法繼續(xù)進行。在真空條件下氣體之間不可能進行熱傳導(dǎo)，所以化學(xué)反應(yīng)必須在一個固體表面進行。反應(yīng)濺射生成物在靶表面、基片表面、和其他結(jié)構(gòu)表面進行。在基片表面生成化合物是我們的目的，在其他結(jié)構(gòu)表面生成化合物是資源的浪費，在靶表面生成化合物一開始是提供化合物原子的源泉，到后來成為不斷提供更多化合物原子的障礙。

二、靶中毒的影響因素  

影響靶中毒的因素主要是反應(yīng)氣體和濺射氣體的比例，反應(yīng)氣體過量就會導(dǎo)致靶中毒。反應(yīng)濺射工藝進行過程中靶表面濺射溝道區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被反應(yīng)生成物覆蓋或反應(yīng)生成物被剝離而重新暴露金屬表面此消彼長的過程。如果化合物的生成速率大于化合物被剝離的速率，化合物覆蓋面積增加。在一定功率的情況下，參與化合物生成的反應(yīng)氣體量增加，化合物生成率增加。如果反應(yīng)氣體量增加過度，化合物覆蓋面積增加，如果不能及時調(diào)整反應(yīng)氣體流量，化合物覆蓋面積增加的速率得不到抑制，濺射溝道將進一步被化合物覆蓋，當(dāng)濺射靶被化合物全部覆蓋的時候，靶完全中毒。

三、靶中毒現(xiàn)象

(1)正離子堆積：靶中毒時，靶面形成一層絕緣膜，正離子到達陰極靶面時由于絕緣層的阻擋，不能直接進入陰極靶面，而是堆積在靶面上，容易產(chǎn)生冷場致弧光放電---打弧，使陰極濺射無法進行下去。

（2）陽極消失：靶中毒時，接地的真空室壁上也沉積了絕緣膜，到達陽極的電子無法進入陽極，形成陽極消失現(xiàn)象。

四、靶中毒的物理解釋

（1）一般情況下，金屬化合物的二次電子發(fā)射系數(shù)比金屬的高，靶中毒后，靶材表面都是金屬化合物，在受到離子轟擊之后，釋放的二次電子數(shù)量增加，提高了空間的導(dǎo)通能力，降低了等離子體阻抗，導(dǎo)致濺射電壓降低。從而降低了濺射速率。一般情況下磁控濺射的濺射電壓在400V-600V之間，當(dāng)發(fā)生靶中毒時，濺射電壓會顯著降低。

（2）金屬靶材與化合物靶材本來濺射速率就不一樣，一般情況下金屬的濺射系數(shù)要比化合物的濺射系數(shù)高，所以靶中毒后濺射速率低。

（3）反應(yīng)濺射氣體的濺射效率本來就比惰性氣體的濺射效率低，所以反應(yīng)氣體比例增加后，綜合濺射速率降低。

五、靶中毒的解決辦法

（1）采用中頻電源或射頻電源。

（2）采用閉環(huán)控制反應(yīng)氣體的通入量。

（3）采用孿生靶

（4）控制鍍膜模式的變換：在鍍膜前，采集靶中毒的遲滯效應(yīng)曲線，使進氣流量控制在產(chǎn)生靶中毒的前沿，確保工藝過程始終處于沉積速率陡降前的模式。

——本文由真空鍍膜設(shè)備廠家廣東振華科技發(fā)布