膜厚の均一性
序章
マグネトロン スパッタリング コーティングは大面積の成膜に広く適用されており、薄膜の厚さの均一性、成膜率、ターゲット材料の利用率など、コーティング業界では大きな注目を集めています。
半導体チップを保護薄膜でコーティングする場合でも、眼鏡レンズに反射防止コーティングを適用する場合でも、プロセス エンジニアは、性能要件を満たすために特定の厚さの仕様を達成する必要があります。膜厚そのものと同じくらい重要なのは、膜厚の均一性です。
成膜性能を決定する要因
材料 (または膜) の薄い層を基板上に堆積するために使用されるプロセスである堆積は、半導体やナノテクノロジーなどの産業で一般的に行われています。薄膜堆積は、絶縁体から半導体、金属に至るまでの膜を提供できるさまざまな技術で実現できます。これらの膜は、層間絶縁膜から相互接続まで、さまざまな役割を果たします。
柔軟性
システムが持つ機能の範囲である柔軟性は、どのタイプの蒸着システムを購入するかを決定する際の重要な要素となる場合があります。これは、特定のソリューションが好まれることが多い産業用アプリケーションではなく、研究開発環境に当てはまります。堆積できる材料、基板のサイズ、温度範囲、イオンフラックス、堆積速度、周波数、エンドポイント、および圧力動作体制を理解することは、考慮事項のほんの一部です。柔軟性は、将来の計画を可能にするシステムの品質でもあります。研究開発では優先順位が変化し、それらの変化を処理できるシステムを持つことは有用です。これらの考慮事項の上に重なるのが予算です。テクノロジー オプションの種類によって、システムの価格が大幅に異なる場合があります。
VPI コーター モデルのテスト レポート:SD-900M
左側の写真
結果と結論
さまざまな O2 流量で成長した Ga2O3 膜の X 線回折の結果を示します。29.7°、37.6°、58.4° にある回折ピークは、それぞれ β-Ga2O3 の 400、402、603 に由来します。O2 流量のないサンプルでは、β-Ga2O3 の 400、402、603 の回折ピークが共存しており、これはサンプルが多結晶であることを示しています。O2 流量を 0 sccm から 4 sccm に増やすと、400 β-Ga2O3 の回折ピークの強度は減少し、β-Ga2O3 の 402 と 603 の回折ピークの強度は両方とも増加しました。これら 2 つの回折は両方とも、単斜晶系 Ga2O3 の 201 面ファミリーに属します。上記の結果は、高度に 201 テクスチャ化された β-Ga2O3 サンプルが準備され、酸素流量が増加すると結晶の配向が徐々に強化されることを示しています。さらに、O2 流量が 0 から 4 sccm に増加したサンプルでは、402 β-Ga2O3 ピークの半値全幅 (FWHM) 値はそれぞれ 1.00°、1.10°、1.06°、0.96° でした。FWHM 値は O2 流量に依存し、結果は O2 流量が高いほど結晶品質が向上することを示唆しています。最小の FWHM は O2 流量 4 sccm で得られ、これは粒径が最大であることを意味します。サンプルの XRD ピーク強度と FWHM 値を組み合わせた結果から、O2 流量が高いほど品質が向上することがわかります。
要約すると、酸素流量が構造に与える影響の観点から、Ga2O3 膜の光学特性が XRD、EDX、AFM、透過スペクトル、および PL スペクトルによって調査されました。酸素流量が増加すると、サンプルの結晶品質と発光強度の両方が最初は低下し、その後向上しました。これらすべての観察は、酸素欠陥密度の減少が材料の結晶品質と発光強度の改善に関与していることを示唆していますが、RF マグネトロン スパッタリングによる Ga2O3 成長の特性に対する O2 流量については報告されていません。私たちの結果は、他の技術およびさまざまな実験操作パラメータの特定の制御によって得られた結果と同様でした。Vu は、酸素分圧が高い β-Ga2O3 ベースの光検出器の性能は、酸素分圧が低い場合に作成されたものよりも優れていることを発見しました。Wang らは、RF マグネトロン スパッタリングによる Sn ドープ Ga2O3 膜の性能に対する酸素流量比の影響を調査し、酸素流量比が高いサンプルの方が性能が向上することを発見しました。シェン氏の研究により、酸素アニールにより、イオンカットプロセスで成長したβ-Ga2O3太陽光ブラインド光検出器の性能が向上することが明らかになりました。私たちの研究結果は、酸素流量を調整することで高品質の酸化ガリウム材料が得られることを実証しました。