تاثیر اعمال ولتاژ بایاس به زیرلایه در کیفیت لایه نازک ایجاد شده در فرایند لایه نشانی تحت خلا به روش اسپاترینگ

اعمال ولتاژ بایاس بر انرژی و جهت گیری ذرات بارداری که در فرایند اسپاترینگ به سطح زیرلایه می رسند تاثیر گذار است. به عبارتی دیگر انرژی جنبشی و جهت ذرات بسته به ولتاژ بایاس اعمالی قابل کنترل است. در نتیجه نفوذ ذرات به ساختارهای دارای حفره با نسبت عمق به سطح زیاد (High Aspect Ratio)، قابل افزایش است. از طرفی با افزایش انرژی ذرات، احتمال دوباره کنده شدن (Re-Sputtering) ذرات نشانده شده و پراکنده شدن به تمامی جهت سطح زیرلایه، وجود دارد که در نتیجه این پدیده، علاوه بر افزایش چگالی لایه نشانده شده، سبب پوشش دهی مناسب سطوح با ساختارهای سه بعدی نیز می گردد. علاوه بر موارد ذکر شده، اعمال ولتاژ بایاس به زیرلایه موجب تغییر جهت کریستالوگرافی و بهبود چسبندگی فیلم نشانده شده به زیرلایه می شود.
در صورتی که زیرلایه از نظر الکتریکی هادی باشد (مثل فلزات) استفاده از ولتاژ بایاس DC و در صورتی که زیرلایه هادی نباشد، استفاده از ولتاژ بایاس RF توصیه می شود. در صورتی که از ولتاژ بایاس DC برای زیرلایه های غیرهادی استفاده شود، در اثر برخورد ذرات باردار و شتاب دار، زیرلایه به صورت موقت باردار می شود که این پدیده می تواند موجب اختلال در فرایند لایه نشانی شود.
برای کسب اطلاعات بیشتر به مقالات زیر مراجعه نمایید:

Effects of substrate bias voltage on adhesion of DC magnetron-sputtered copper films on E24 carbon steel: investigations by Auger electron spectroscopy

 

Effect of the substrate bias voltage on the crystallographic orientation of reactively sputtered AlN thin films

 

Substrate bias voltage and deposition temperature dependence on properties of rf-magnetron sputtered titanium films on silicon (100)

 

The impact of substrate bias on a remote plasma sputter coating process for conformal coverage of trenches and 3D structures