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Gencoa溅射速率计算工具使用说明

 在镀膜工艺中,很多时候需要计算镀膜速率。英国Gencoa公司基于多年的数据积累,开发了一款用于溅射速率计算的工具,该工具使用起来非常方便简单。不论是设备设计阶段还是后期工艺开发调试阶段,使用该工具都能提供很大的帮助。该工具包含一个常用溅射材料的数据库,内含主要的金属、化合物和合金材料。

Gencoa公司已将该工具Gencoa Rate Calculation免费提供给用户使用,用户可以在线使用该工具进行溅射速率的计算。该工具可以计算所有溅射工艺和几何形状的镀膜速率,无论是平面或旋转靶,静态或连续镀膜,单质、化合物或反应溅射镀膜都可以使用。

Gencoa Rate Calculation在线网址为:https://www.gencoa.com/customers/apps/sputtercalc/index.php

Gencoa Rate Calculation的操作页面如下所示:

image001.jpg

 操作步骤:

1.输入靶材尺寸信息(屏幕左上方)

l  选择磁场形状类型(Magnetics):平面矩形磁场(Rectangular)、平面圆形磁场(Circular)或旋转磁场(Rotatable),不同的类型有不同的计算程序

l  输入靶材宽度(Target Width)、长度(Target Length)及厚度(Target Thickness),单位为cmmm

操作页面如下所示:

image003.png

 

举例:我们选择比较常见的Cu靶,使用平面靶,尺寸为125x1000mm的,厚度为10mm。输入后点击一下页面其它地方,会出来如下页面:

 

 image005.png

2.输入靶材材料信息(屏幕左方中部)

l  选择左上方材料1(Material 1)

l  选择材料类型(Material Type),包括单质纯材料(Pure)、化合物(Compound)及反应溅射(Reactive)可供选择

l  选择材料种类(Material Name),可以直接从材料种类的下拉菜单中选择。选择之后,相对沉积速率(Relative Sputter Rate)会自动显示出来(Cu1)

l  在功率值(Power Value)下方选择功率密度(Power Density),然后输入功率密度值。并且注意选择电源类型(Power Type),其中DC包含MFPulsed DC。一般来说,功率密度值主要取决于靶材材料种类,一些导热性能好的金属可以达到20-30W/cm2,而一些陶瓷只能承受5W/cm2,并且也需要考虑阴极的承受能力

l  在功率值(Power Value)下方,除了功率密度(Power Density)外,也可通过指定总功率(Total Power)来指定使用的功率大小

操作页面如下所示:

 

举例:我们输入刚才Cu靶的信息,使用直流电源,功率密度按照比较低的10W/cm2来计算,会出来如下页面:

 

 image009.png

3.输入基板信息(屏幕左方下角)

l  输入靶基距的数值(Target to Substrate Distance),单位为cm

l  输入基板运动速度(Substrate speed),单位为cm/min

l  输入阴极前方基板一次通过数量,一般为1

l  选择基板通过方向:通过靶宽方向或者通过靶长方向

操作页面如下所示:

image011.png

 

举例:继续刚才Cu靶的信息,靶基距我们选择9cm,设定基板运动的速度为100cm/min,基板一次通过数量为1,通过的方向为靶宽方向,会出来如下页面:

image013.png 

4.镀膜厚度信息(屏幕左方下角)

这一项我们不用填写,因为我们只是计算一种材料的镀膜速率,所以直接留空白即可。如下所示:

image015.png

输入以上信息后,软件会自动地计算出镀膜速率。该结果会显示在屏幕右上方,有3种不同颜色的条文框。

ü  红色显示的是最差的情况(high pressure & intrusive shielding)

ü  橙色显示的是平均值(standard conditions) 

ü  绿色显示的是最好的情况(lower pressure, gas injected)

显示结果如下所示:

image017.png

上述计算的数据有好几种,可根据需要选取,有大约的静态镀膜速率(Static Coating Rate,nm/min),有镀膜厚度(nm,按照1个阴极计算),也有动态镀膜速率(Dynamic Coating Rate,nm·m/min)

 

另外,在屏幕右方中部及下角处,有靶材利用率(Target Use)和靶材使用寿命(Target Lifetime)的数据。靶材利用

率是根据Gencoa的不同磁场设计给定的标准数据,包含标准磁场(Standard Magnetics)、高利用率磁场(High Yield

Magnetics)、平面移动磁场(FFE Magnetics)及旋转磁场(Rotatable Magnetics)。显示的数据如下:

image019.png

以上的溅射速率数据以及靶材使用率数据都是基于Gencoa的阴极来计算的,大家可以根据实际需要来使用。

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