一、靶材黑化中毒的原因

靶材中毒是由于在濺射過(guò)程中正離子在靶材表面積累，沒(méi)有被中和。結(jié)果，目標(biāo)表面上的負(fù)偏壓逐漸減小。最后，目標(biāo)中毒干脆停止工作。

影響靶中毒的因素主要是反應(yīng)氣體和濺射氣體的比例，反應(yīng)氣體過(guò)量就會(huì)導(dǎo)致靶中毒。反應(yīng)濺射工藝進(jìn)行過(guò)程中靶表面濺射溝道區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)被反應(yīng)生成物覆蓋或反應(yīng)生成物被剝離而重新暴露金屬表面此消彼長(zhǎng)的過(guò)程。

如果化合物的生成速率大于化合物被剝離的速率，化合物覆蓋面積增加。在一定功率的情況下，參與化合物生成的反應(yīng)氣體量增加，化合物生成率增加。如果反應(yīng)氣體量增加過(guò)度，化合物覆蓋面積增加，如果不能及時(shí)調(diào)整反應(yīng)氣體流量，化合物覆蓋面積增加的速率得不到抑制，濺射溝道將進(jìn)一步被化合物覆蓋，當(dāng)濺射靶被化合物全部覆蓋的時(shí)候，靶完全中毒，在靶面上沉積一層化合金屬膜。使其很難被再次反應(yīng)。

二、靶材中毒現(xiàn)象

1、正離子堆積：靶中毒時(shí)，靶面形成一層絕緣膜，正離子到達(dá)陰極靶面時(shí)由于絕緣層的阻擋，不能直接進(jìn)入陰極靶面，而是堆積在靶面上，容易產(chǎn)生冷場(chǎng)致弧放電---打弧，使陰極濺射無(wú)法進(jìn)行下去。

2、陽(yáng)極消失：靶中毒時(shí)，接地的真空室壁上也沉積了絕緣膜，到達(dá)陽(yáng)極的電子無(wú)法進(jìn)入陽(yáng)極，形成陽(yáng)極消失現(xiàn)象。

三、靶材中毒怎么解決

1、使用中頻電源或射頻電源代替直流電源。

2、采用閉環(huán)控制控制反應(yīng)氣體的進(jìn)氣量。

3、采用雙靶材。

4、控制鍍膜模式的變化：鍍膜前采集靶中毒的滯后效應(yīng)曲線，使進(jìn)氣流量控制在靶中毒前，工藝始終處于沉積速率急劇下降前的模式。

為減少靶材中毒，技術(shù)人員常采用以下方法：

1、分別向基板和靶材附近送入反應(yīng)氣體和濺射氣體，形成壓力梯度。

2、提高排氣率。

3、氣體脈沖引入。

4、等離子監(jiān)測(cè)等。