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1、直流反应磁控溅射薄膜...,,,TMinamikawaOMorimotoTHada(日)金泽大学工学院。本文叙述有关拜靶和1叨终氧气的新反应磁拉溅射工艺由于在钟罩周目米用了一种、螺线管线圈提高了平行于靶表面的漏磁力线分量在十分高沉积速率(10微术./卜时):一。:一,下可在玻璃基片上制得高取向ZO浑膜(C轴取向)ZO再说的特性由X射线衍射反射电予衍封以及扫描电镜照片(EM。.2。.4毛S)确定在0一高戒压甲得到了优质取向。。ZnO薄膜这种溅射系兢比目前其他溅舒系航更为方便径为67毫米的锌金属(纯度叨.9
2、哪),在靶的一、引言背面有一个同轴型磁体(中心是N)是用作在。氧化锌薄’安置在园柱体钟罩周围膜已经用于激励体波换能器“靶表面产生漏磁力线和最近作为非压电基片上激励声表面波的另一个螺线管线圈是限制靶表面漏磁力线。。。(SAW夕`”近年来已经发展了几种在非压电这两种磁力线在该系纹中起了重要的作用基。,。基片上沉积高度取向薄膜工艺例如ZnO薄膜片放在阳极从阳极到阴极的距离是2了毫米..〔3一”’`“一8’,溅射是在0此一制备工艺有高频或直流溅射离子1毛氧气(纯度朋95多)中进`。。。6,喷镀”和化学气相沉积工
3、艺(CVD)“’然行溅射前的残余气压为廷沐1『毛在溅射期而,绝大多数情况沉积速率仅。.3一1.5微米/间基片既不强制加热也不强制冷却。,小时特别是用ZnO压电膜薄在叉指电极上作,SAW换能器要求获得最大机电辊合系数的。薄膜厚度是表面波的半波长而作为电视中频n滤波器要求近20微米厚的ZO薄膜需要溅射。100多个小时,最近磁控型高频高速溅射工艺沈应用于。,ZnO靶沉积ZnO薄膜(“’但是我们建立的。理由:反应装置更有利于这种高速溅射是,(1)金属靶的沉积速率比介质靶高(2)~匆夕护锌靶容易做到价廉和高纯度,
4、(3)金属靶可。,用直流电源于是我们用了金属靶并采用在。10另氧气中直流磁控溅射工艺在磁控溅射工艺中磁体是安置在靶的背面。由于漏磁力线收集了电子,加强氧气的电。图1改进的磁控溅射系统离和提高电子束电流我们用采了在钟罩周围安装螺线管线圈提高平行于靶面漏磁力线的分。、量作为提高电子束电流和沉积速率是十分有三磁力线。效的本文提供的新直流反应磁控溅身长工艺是.本系统的特点是在钟罩周围采用螺线管线在02一1毛之间的高氧气压下制备了一种优圈以提高漏磁力线的平行分量。磁力线的方向一n,质取向C轴zo薄膜电子束电流为6
5、。。毫安和形状表示在图2中。这些是通过磁带显影剂。氧化锌薄膜性。沉积速率达到了10微米/小时图2(a)仅为顶部磁体给出而获得可见的图象一,质由X射线衍射反射电子衍射以及扫描电的。,磁力线形状另一方面图2(b)示出弧部磁。镜照片确定体和螺线管线圈重迭磁力线。显而易见,大大、.二直流反应磁控工艺JCrystalGrowrh472(1979)1了1一176。图1为直流反应磁控系统示意图靶是直余承杰译刘一声校一7一。。,地提高了平行分量的磁力线。由螺线管线圈产率图5示出这种关系正如该图所示沉积速率达到10微米/
6、小时。该值用其他任何溅射生的靶表面部位磁力线同靶背面磁体中心有相。。)(2同的极性。图示出。系统是不能实现的I二50毫安是本系统电了这种情况为了确定,,源的极限如果能达到比这更大的电子束电由于靶背面磁体所产生的磁力线的最佳强度,。。流还可得到更高的沉积速率最初只附加一个电磁体然后测定了电子束电流和靶中心的磁力线密度之间关系是与外加电压成函数关系。图3表示出磁力线越强电子束。,电流也越大于是我们选择在靶中心的磁力,线约60高斯而且用能产生相同强度磁力线。。“`-O的永久磁体代替电磁体琴祖ǎ以!性一一二毛1
7、即P洲必,l(肛,两逾知咖断o一’多加和口电流(,图2用磁带显影剂获得可见磁力线毫安(a)普通磁控溅射系统(b’本研善了的磁控溅射系统璧图4施加电压与电子束电流的关系相当于图2(b)情况(有顶部磁体及螺线管线圈)ǎù加40琢御嗯却"../之0口!J/产“/`“、o丫Z尹ù庵r:P阁之恻喇艺衡ǎ娜考年幕则疑哭20O磁加戈强度《高斯)图3靶中心施加不同电压时电子束。夕知电流与磁力线强度的关系相)当于图2(a)情况(仅顶部有磁体)电流吃安另外.为犷提高平行丁F靶表面的磁力线分图5沉积速率与电子束电流关系(右侧
8、),量由永久磁体产生的漏磁力线是将钟覃周围最后基片温度与电子束电流关系螺线管线圈产生的磁力线移到靶的表面。由于(左侧)螺线管线圈磁力线的作用使靶中心磁场从60,高斯降到了48D高斯原因是与靶中心的磁束、,。四薄膜评价相斥如图1所示在这种情况上研究了外加。u一a一Zn电压和电子柬电流之间的关系图4表示这两用CKX射线衍射检查了溅射O薄。。种磁力线的施加大大地提高了电子束电流提膜我们认为根据(002)和(004)面衍射峰断定,..乙n一高电子束
