Procédé de dépôt par pulvérisation cathodique pour un film d'alliage

Afin de réduire le nombre de cibles utilisées dans le système de pulvérisation cathodique, une cible est supposée pulvériser et déposer des films d'alliage qui répondent aux exigences de composition et de performance. Ainsi, des cibles en alliage, des cibles d'incrustations composites et une pulvérisation cathodique multi-cibles peuvent être utilisées dans ce cas.

D'une manière générale, à l'état de décharge, selon la composition de la cible, différents atomes constitutifs sont respectivement soumis à une pulvérisation cathodique. Un avantage du revêtement par pulvérisation cathodique par rapport à l'évaporation sous vide et au placage ionique est que la différence entre la composition de la couche de film et la cible est faible et la composition de revêtement est plus stable. Cependant, dans certains cas, en raison du phénomène de pulvérisation cathodique de sélection des différents éléments de composition, de la différence de vitesse de pulvérisation inverse et de la force d'adhérence du film, la composition de la couche de film et la cible peuvent être très différentes. Lors de l'utilisation de ce type de cible en alliage, afin d'obtenir le film de certains composants, la température du substrat doit être réduite autant que possible pour réduire la différence de taux d'adhérence en plus de formuler la cible spécifique selon l'expérience et minimiser la température de la cible. De même, les conditions de traitement appropriées réduiront l'effet de pulvérisation inverse sur le film.

Dans certains cas, il est difficile de préparer une cible en alliage uniforme de grande surface ou une cible composée. Ainsi, la cible mosaïque composite composée d'éléments uniques peut être utilisée. La composition de la surface de la cible est représentée sur la Fig.1. Parmi eux, la structure en mosaïque en forme d'éventail (d) est la plus efficace, il est facile de contrôler la composition du film, et la répétabilité est également bonne. En principe, non seulement des alliages binaires, mais également des films ternaires d'alliage quaternaire peuvent être fabriqués par cette méthode.

Fig. 1. Cibles composites dans différentes structures

(a) Cible de mosaïque carrée (b) Cible de mosaïque ronde (c) Cible de petite mosaïque ronde (d) Cible de mosaïque en forme d'éventail

La structure de la pulvérisation cathodique multi-cible est représentée sur la figure 2. Le substrat est mis en rotation au-dessus des deux cibles ou plus, et l'épaisseur de dépôt de chaque film est contrôlée pour être une ou plusieurs couches atomiques, et le film se dépose à tour de rôle. de sorte qu'un film composé peut être obtenu. Par exemple, le film monocristallin In1-xGax Sb a été préparé par des cibles InSb et GaSb. Bien que ce dispositif soit compliqué, tout film composant peut être obtenu en contrôlant la vitesse de rotation du substrat et en changeant la tension appliquée à chaque cible. Ces paramètres peuvent être contrôlés en fonction du temps de revêtement, la composition du film est modifiée dans le sens de l'épaisseur du film et la structure du superréseau peut être obtenue.

Fig.2. Schéma de structure de pulvérisation cathodique multi-cible

La méthode des cathodes auxiliaires est généralement utilisée lorsque la différence entre les composants du film est importante. La cible cathodique principale est constituée du composant principal de l'alliage, et la cible cathodique auxiliaire est constituée du composant additif de l'alliage. Chaque cible est pulvérisée simultanément pour former le film d'alliage. En ajustant le courant de la cible de cathode auxiliaire, la quantité de composants ajoutés dans le film d'alliage peut être arbitrairement modifiée.