Negative Ion Density Measurements in Reactive Magnetron Sputtering
Negative Ion Density Measurements in Reactive Magnetron Sputtering
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反应磁控溅射中的负离子密度测量
DOI：
10.1002/ppap.200931606
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发表时间：
2009
影响因子：
3.5
通讯作者：
Dodd R
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Dodd R
激光光分离和传统朗缪尔探测的结合已被用来获得直流和射频（RF）溅射磁控管中的体负离子密度。氩气和氧气的放电在低功率和一定压力范围内进行。光脱离信号预计将达到极限值；然而，信号随着激光能量密度的增加而持续增加，这可以归因于激光烧蚀效应。在射频磁控管中，氧气中的电子温度（Te）随着压力的增加而降低，而电子密度（Ne）从0.53增加到8.6 × 1014m−3。在 12 mTorr 左右，Neby 3.7 突然增加，伴随着 Te 的小幅下降。负离子密度 (N−) 也会随着压力的增加而增加，在 5 至 10mTorr 之间达到最大值 1.7 × 1014m−3。在类似条件下，直流磁控管负离子分数（N−/Ne）估计为~0.01，明显低于射频磁控管中的N−/Ne≈ 1。
A combination of laser photo‐detachment and conventional Langmuir probing has been used to obtain the bulk negative ion density in both a DC and radio frequency (RF) sputter magnetron. The argon and oxygen discharges were operated at low powers and over a range of pressures. The photo‐detachment signal is expected to reach a limiting value; however, the signal continues to increase with laser energy density and this can be attributed to a laser ablation effect. In the RF magnetron the electron temperature (Te) in oxygen decreased with increasing pressure, whereas the electron density (Ne) increased from 0.53 to 8.6 × 1014m−3. At around 12 mTorr, a sudden increase inNeby 3.7 is accompanied by a small drop inTe. The negative ion density (N−) also increases with pressure reaching a maximum of 1.7 × 1014m−3between 5 and 10 mTorr. Under similar conditions, the DC magnetron negative ion fraction (N−/Ne) is estimated to be ∼0.01, being significantly lower than in the RF magnetron whereN−/Ne≈ 1.
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