如何控制薄膜的厚度?
2023-10-17 09:36:11

如何控制薄膜的厚度?

通常用于控制薄膜厚度的工艺是什么?溅射工艺可以做到吗?

1、为了控制薄膜溅射沉积期间的厚度,QCM是最广泛使用的原位厚度测量工具,因为它便宜且易于安装。

石英晶体(crystal)通常用于薄膜沉积过程中的厚度测量。它通过测量频率变化来测量每个晶体面积的质量变化。由于沉积过程中石英晶体表面材料质量的增加,该频率发生了变化。

如果您的沉积系统未配备此类设备,则可以通过沉积膜的厚度除以沉积时间来计算沉积速率。这样的沉积速率仅对于完全相同的膜沉积条件才有效。在进行反应性沉积的情况下要小心,沉积速率会随着掺入溅射靶中的氧气量而迅速变化。

进一步来说, 如果使用溅射,取决于温度,压力,目标和等离子气体。但是您可以在对系统进行校准后做出猜测,另一方面,样品的角度和目标物会影响厚度!我们用它来调整均匀性。

2、昂贵的选择是High Pressure RHEED

使用RHEED 实时和原位监测溅射沉积,以控制原子层生长

   

       溅射沉积 被广泛使用 成长适用于各种重要材料系统的技术。碳化物,氮化物,金属,氧化物等的外延膜都可以在溅射过程中形成,从而能够存款从研究到工业规模都可以制作光滑,均匀的胶片。这种可调运动沉积 该流程擅长轻松适应各种环境,并且 成长程序。尽管具有巨大的优势,但在分析过程中仍然缺少原位分析选项溅射。特别地,实时原子层控制的区域严重不足。原子层控制成长外延薄膜和人工分层的超晶格的形成对于理解它们的出现现象和设计新颖的材料系统和设备都至关重要。反射高能电子衍射 (RHEED)是薄膜过程中最常见的原位分析技术之一沉积 在此期间很少使用溅镀 由于强大的永久性 磁铁 在 磁控管 溅射源里德电子束。 在这项工作中,我们解决了这个问题,并设计了一种新颖的方法来阻止 磁铁 适用于成长几何图形,并展示了在此过程中首次具有逐层控制的能力 溅射沉积通过原位 RHEED。

           原子层控制 成长复杂薄膜异质结构的形成对于理解和工程化其性能至关重要。分子束外延(MBE)和脉冲激光沉积 (PLD) 技术很容易利用 反射高能电子衍射 (RHEED)作为现场诊断工具,用于确定表面的结构沉积物启用单位单元和子单位单元级别的逐层控制。但是,这种强大的原位分析技术通常无法与溅射沉积尽管这项技术很普遍。强磁的永久磁铁 存在于 磁控管 溅射源阻止了 RHEED作为溅射过程中的原位分析技术长大的外延薄膜。

       强度振荡的观察 RHEED MBE中的镜面反射 成长 半导体的开发已被用于控制化学计量和 成长率。HIGH PRESSURE RHEED 技术很容易适应氧化物MBE 成长, 并已被广泛采用 生长外延氧化膜并通过该技术控制复杂的界面。原位开发 RHEED 溅射分析 成长 会带来类似的优势-例如,快速优化 成长 参数及控制 成长 速率,并提高界面和超晶格的可重复性 成长为 这被广泛使用并且在技术上很重要 沉积技术。

       通过不同实验设置,我们已经能够构建用于实现的通用解决方案 RHEED与 磁控管 溅镀 通过减轻和创建可预测的单轴弯曲电子束。

* 面对面的SPUTTER

* 共溅射式的SPUTTER, 详情www.adnano-tek.com

3、如果没有QCM或RHEED,则可以使用SURFACE PROFILOMETER来优化非原位薄膜厚度。在这种情况下,您应该沉积薄膜以改变沉积时间,异位测量其厚度,确定沉积速率并将其用作进一步沉积的标准。同样,您也可以使用XRR优化沉积速率(即厚度)。

4、光学监控系统:如果您的sample是透明的,并且您的溅射系统有窗户,您可以在基板上照射激光束,用光电探测器收集光,然后观察信号的振荡。薄膜正在增长,这将使您的薄膜厚度增加。如果基材也是透明的,则可以用相同的方法测量传输的信号。

此外,明亮的白光束和CCD检测器将为您提供薄膜在生长过程中的反射光谱或透射光谱,您可以对光谱进行建模以提取厚度(对于多层系统很方便)。通过更复杂的设置,您还可以使用椭圆偏振法进行原位测量。

这种厚度监测系统在光学镀膜行业非常普遍。