射频电源介绍与应用之一(射频电源的工作原理和射频溅射)
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射频匹配器的工作原理
匹配器是根据用户负载的变化而调节自己的参数(电感与电容)达到阻抗匹配的目的,以减少反射的目的!
射频电源区别于其他直流电源,偏压电源,中频电源的优势
一
用交流电源代替直流电源就构成了交流溅射系统,由于常用的交流电源的频率在射频段。如13.56MHz,所以称为射频溅射。
在直流射频装置中如果使用绝缘材料靶时,轰击靶面得正离子会在靶面上累积,使其带正电,靶电位从而上升,使得电极间的电场逐渐变小,直至辉光放电熄灭和溅射停止,所以直流溅射装置不能用来溅射沉积绝缘介质薄膜。为了溅射沉积绝缘材料,人们将直流电源换成交流电源。由于交流电源的正负性发生周期交替,当溅射靶处于正半周时,电子流向靶面,中和其表面积累的正电荷,并且积累电子,使其表面呈现负偏压,导致在射频电压的负半周期时吸引正离子轰击靶材,从而实现溅射。由于离子比电子质量大,迁移率小,不像电子那样很快地向靶表面集中,所以靶表面的点位上升缓慢,由于在靶上会形成负偏压,所以射频溅射装置也可以溅射导体靶。
在射频溅射装置中,等离子体中的电子容易在射频场中吸收能量并在电场内振荡,因此,电子与工作气体分子碰撞并使之电离产生离子的概率变大,故使得击穿电压、放电电压及工作气压显著降低。
溅射特点:
1、可在低气压下进行,溅射速率高。
2、不仅可溅射金属靶,也可溅射绝缘靶,可以把导体,半导体,绝缘体中的任意材料薄膜化。
3、必须十分注意接地问题。
近年来,射频溅射在研制大规模集电路绝缘膜、压电声光功能膜、化合物半导体膜及高温超导膜等方面有重要应用。
二
PECVD:是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体电离,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉积出所期望的薄膜。为了使化学反应能在较低的温度下进行,利用了等离子体的活性来促进反应,因而这种CVD称为等离子体增强化学气相沉积(PECVD).
http://s16/mw690/002L680sgy6JYIkY3xh7b&690
实验机理:是借助微波或射频等使含有薄膜组成原子的气体,在局部形成等离子体,而等离子体化学活性很强,很容易发生反应,在基片上沉积出高质量SiO2薄膜、Si3N4薄膜、类金刚石薄膜、硬质薄膜、光学薄膜和炭纳米管(CNT)等。薄膜。
优点:
基本温度低;沉积速率快;成膜质量好,针孔较少,不易龟裂。
几种PECVD装置
图(a)是一种最简单的电感耦合产生等离子体的PECVD装置,可以在实验室中使用。
图(b)它是一种平行板结构装置。衬底放在具有温控装置的下面平板上,压强通常保持在133Pa左右,射频电压加在上下平行板之间,于是在上下平板间就会出现电容耦合式的气体放电,并产生等离子体。
图(c)是一种扩散炉内放置若干平行板、由电容式放电产生等离子体的PECVD装置。它的设计主要为了配合工厂生产的需要,增加炉产量。

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