1、輝光放電

通常把在電場(chǎng)作用下氣體被擊穿而導(dǎo)電的物理現(xiàn)象稱之為氣體放電。氣體放電有“輝光放電”和“弧光放電”兩種形式。輝光放電又分為“正常輝光放電”與“異常輝光放電”兩種，它們是磁控濺射鍍膜工藝過(guò)程中產(chǎn)生等離子體的基本環(huán)節(jié)。

輝光放電(或異常輝光放電)可以由直流或脈沖直流靶電源通過(guò)氣體放電形成,也可以用交流(矩形波雙極脈沖中頻電源、正弦波中頻與射頻)靶電源通過(guò)真空室內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生。

氣體放電時(shí)，充什么樣的工作氣體、氣壓的高低、電流密度的大小、電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布與高低、電極的不同材質(zhì)、形狀和位置特性等多種因素都會(huì)影響到放電的過(guò)程和性質(zhì)，也會(huì)影響到放電時(shí)輻射光的性質(zhì)和顏色。

(1)直流輝光放電

①在陰-陽(yáng)極間加上直流電壓時(shí)，腔體內(nèi)工作氣體中剩余的電子和離子在電場(chǎng)的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，于是電流從零開(kāi)始增加;

②當(dāng)極間電壓足夠大時(shí)，所有的帶電離子都可以到達(dá)各自電極，這時(shí)電流達(dá)到某一最大值(即飽和值);

③繼續(xù)提高電壓，導(dǎo)致帶電離子的增加，放電電流隨之上升;當(dāng)電極間的放電電壓大于某一臨界值(點(diǎn)火起輝電壓)時(shí)，放電電流會(huì)突然迅速上升，陰-陽(yáng)極間電壓陡降并維持在一個(gè)較低的穩(wěn)定值上。工作氣體被擊穿、電離，并產(chǎn)生等離子體和自持輝光放電，這就是“湯生放電”的基本過(guò)程，又稱為小電流正常輝光放電。

④磁控靶的陰極接靶電源負(fù)極，陽(yáng)極接靶電源正極，進(jìn)入正常濺射時(shí)，一定是在氣體放電伏-安特性曲線中的“異常輝光放電區(qū)段” 運(yùn)行。其特點(diǎn)是，隨著調(diào)節(jié)電源輸出的磁控靶工作電壓的增加，濺射電流也應(yīng)同步緩慢上升。

1、輝光放電

通常把在電場(chǎng)作用下氣體被擊穿而導(dǎo)電的物理現(xiàn)象稱之為氣體放電。氣體放電有“輝光放電”和“弧光放電”兩種形式。輝光放電又分為“正常輝光放電”與“異常輝光放電”兩種，它們是磁控濺射鍍膜工藝過(guò)程中產(chǎn)生等離子體的基本環(huán)節(jié)。

輝光放電(或異常輝光放電)可以由直流或脈沖直流靶電源通過(guò)氣體放電形成,也可以用交流(矩形波雙極脈沖中頻電源、正弦波中頻與射頻)靶電源通過(guò)真空室內(nèi)的氣體放電產(chǎn)生。

氣體放電時(shí)，充什么樣的工作氣體、氣壓的高低、電流密度的大小、電場(chǎng)與磁場(chǎng)強(qiáng)度的分布與高低、電極的不同材質(zhì)、形狀和位置特性等多種因素都會(huì)影響到放電的過(guò)程和性質(zhì)，也會(huì)影響到放電時(shí)輻射光的性質(zhì)和顏色。

(1)直流輝光放電

①在陰-陽(yáng)極間加上直流電壓時(shí)，腔體內(nèi)工作氣體中剩余的電子和離子在電場(chǎng)的作用下作定向運(yùn)動(dòng)，于是電流從零開(kāi)始增加;

②當(dāng)極間電壓足夠大時(shí)，所有的帶電離子都可以到達(dá)各自電極，這時(shí)電流達(dá)到某一最大值(即飽和值);

③繼續(xù)提高電壓，導(dǎo)致帶電離子的增加，放電電流隨之上升;當(dāng)電極間的放電電壓大于某一臨界值(點(diǎn)火起輝電壓)時(shí)，放電電流會(huì)突然迅速上升，陰-陽(yáng)極間電壓陡降并維持在一個(gè)較低的穩(wěn)定值上。工作氣體被擊穿、電離，并產(chǎn)生等離子體和自持輝光放電，這就是“湯生放電”的基本過(guò)程，又稱為小電流正常輝光放電。

④磁控靶的陰極接靶電源負(fù)極，陽(yáng)極接靶電源正極，進(jìn)入正常濺射時(shí)，一定是在氣體放電伏-安特性曲線中的“異常輝光放電區(qū)段” 運(yùn)行。其特點(diǎn)是，隨著調(diào)節(jié)電源輸出的磁控靶工作電壓的增加，濺射電流也應(yīng)同步緩慢上升。

*免責(zé)聲明：本文引用自半導(dǎo)體備工程師。文章內(nèi)容系作者個(gè)人觀點(diǎn)，轉(zhuǎn)載僅為了傳達(dá)不同觀點(diǎn)交流與提升半導(dǎo)體行業(yè)認(rèn)知，不代表對(duì)該觀點(diǎn)贊同或支持，如果有任何異議，歡迎聯(lián)系。