文档介绍：采用磁控管方式溅射的电子回旋共振等离子体沉积技术的研究3汪建华袁润章(武汉工业大学,武昌430072)邬钦崇任兆杏(中科院等离子体物理研究所)喻宪辉(湖北省交通学院) 摘要将磁控管方式溅射用于微波ECR等离子体沉积技术。在低气压和低温下沉积了高度C轴取向的ZnO薄膜,其膜的沉积速率比普通ECR溅射中所得到的速率大得多,并且在512cm的膜区域内显示出良好的均匀性。关键词磁控管方式溅射 ECR等离子体 ronModeSputteringWangJianhua,YuanRunzhang,WuQinchong,RenZhaoxing,YuXianhui(WuhanPolytechnicUniv.,Wuchang430072) Abstract ronmodesputteringwasappliedtoanelectroncyclotronreso2nance(ECR)plasmadepositiontechnique,ZnOfilmwithanexcellentcrystalorientationwasdepositedatlowtemperaturesandlowgaspressures, ronmode Sputtering ECRplasma ZnOfilm1 引言溅射是在真空条件下沉积薄膜的最重要的工艺之一。自80年代以来,磁控管溅射方法在制造计算机磁盘及其他器件中起着非常重要的作用,它比DC溅射,RF溅射具有更高的沉积速率。然而,就这种方法沉积金属化合物而言,难以满足反应溅射中的高沉积速率和完全反应的要求,即改变薄膜的化学计量比,制作高质量薄膜是有困难的。为了控制薄膜的成分、晶体结构、晶粒大小和缺陷,必须研究膜制备技术,开发新的膜制备方法。微波ECR等离子体方法来源于可控核聚变研究中的电子回旋共振加热(ECRH)技术。经过二十多年的研究与发展,80年代起逐步被开拓应用到材料科学中来。ECR等离子体比DC、RF放电产生的等离子体具有无极放电、离化率高的特点。在低气压下产生高密度的等离子体,并受磁场约束,减少了等离子体与器壁的相互作用。用发散磁场的微波ECRPCVD技术,可在室温下(无须加热基片,由于等离子体加热效应基片温度一般不超过50℃,有时会升高,但不超过150℃)沉积出Si3N4、SiO2、a2Si÷H等优质膜[1,2],在低温下气相外延生长GaAs膜[3]、金刚石薄膜[4]、BN膜[5]。并且用微波ECRPCVD技术已成功地制备了高质量的薄膜[6]。本文报道了采用磁控管方式在低气压下产生了ECR等离子体,实现了磁控管方式溅射,研究了该溅射法的放电特性,并在低温下沉积出高度C轴取向的ZnO薄膜。2 实验装置图1示出微波ECR等离子体溅射装置,使用2145GHz的微波源,功率连续可调(0~5千瓦)。微波通过BJ22标准的矩形波导,经石英窗口引入等离子体室。室外周围通有一定电流磁体线圈(水冷),在室内适当的区域产生ECR条件的磁场(875高斯)。在10-2帕低气压下,波与电子发生共振,耦合电离中性气体,产生高