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为您的 PVD 工艺选择最佳电源
2008年第二季度版 Flat Panel Focus® 提供了有关电源选择的实用建议。它基于2007年第一季度版 Sputter Spotlight® 进行了补充，为特殊的靶材和薄膜成分提供了建议。
电源的选择是一种艺术，又是一种科学。您在为应用确定理想电源的过程中必须考虑许多因素，包括靶材、工艺化学和阴极设计。它还必须符合您对溅射率和薄膜特征等因素设定的特殊性能标准。
也就是说，对于某些工艺和/或材料来说，选择十分有限，因此电源的选择相对简单。就拿石英二氧化硅来说，射频是唯一可行的选择。同样地，交流电源被专门用来支持双阴极工艺，因此它一直是该应用的理想选择。交流电使阳极和阴极能够交替变化，每半个周期就能清理一下阳极表面。这种定期清理可以防止阳极消失的问题，其中电绝缘薄膜最终覆盖住基片和其它内壁成分，阻断了电流并最终消除了等离子体。
对于某些工艺和/或材料来说，选择十分有限，因此电源的选择相对简单。然而，对于二氧化锡和二氧化硅等材料来说，选择却很多
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然而，对于二氧化锡和二氧化硅等材料来说，工艺电源的选择却很多。就二氧化硅而言，选择包括脉冲直流电、交流电和射频。如何在其中做出选择取决于您首要考虑的因素。通常来说，脉冲直流电能够使二氧化硅的沉降速率最快，但是与其它电源方法相比，它也可能会导致工艺较不稳定。它还会使您面临阳极消失的问题。如果您选择使用交流电来沉积二氧化硅，那么溅射率可能会稍低，但是您却可以避免阳极消失的问题。最后，射频不仅不会带来阳极消失的问题，而且在所有选择中它所产生的薄膜质量最高。射频主要的缺点是溅射率最低。但是，如果对您的应用而言薄膜质量十分重要，那么射频可能仍是最佳选择。
一般来说，随着靶材传导性的降低，推荐使用的工艺电源类型的频率也应更高。也就是说，使用绝缘性很强的靶材的工艺往往需要射频等高频电源才能顺利完成，而传导性很强的靶材则通常需要使用直流电和脉冲直流电。
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正如上文所述，您在选择电源时必须考虑您对溅射率、薄膜特征等因素的特殊要求。此外，还应考虑阴极设计、（可旋转/平面，单/双）、工艺化学和靶材。一般来说，随着靶材传导性的降低，推荐使用的工艺电源类型的频率也应更高。也就是说，使用绝缘性很强的靶材的工艺往往需要射频等高频电源才能顺利完成，而传导性很强的靶材则通常需要使用直流电和脉冲直流电。
请注意：在选择电源时必须考虑沉积薄膜材料和靶材的传导性。一般来说，使用导电性靶材的工艺不会出现阳极消失的问题。然而，在某些易起反应的应用中，即使您使用的靶材能够导电，但产生的薄膜却可能是电绝缘的，这样阳极就可能被绝缘材料所覆盖。在这种情况下，如果避免阳极消失问题对您成功完成生产作业至关重要的话，那么使用交流电源的双阴极工艺会是您的最佳选择。
如果您在为工艺选择合适的电源方面需要更多帮助，请与我们联系。
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Bruce Fries 和 Ken Nauman 可以为您解答一些疑难问题。发送您的问题或评论至 FPDapplications@aei.com 。如欲直接与 Ken Nauman 联系，请拨打电话：+1.970.214.6280 或发送电邮至：Ken.Nauman@aei.com 。
- 您在2007年第四季度版 FP Focus 中谈到了 CEX。它到底是什么？
- 为什么有些交流电源具有 CEX 功能，而其他没有？
- 我的电源具有 CEX 功能。需要怎样正确的安装呢?
- 我的电源无法达到设定值。这是为什么，我该如何解决？
- 您在2007年第四季度版 FP Focus 中谈到了 CEX。它到底是什么？
答案：CEX 是指通用主控振荡器，它被用来连接在同一个反应室内与多个电极或阴极相连的多个电源。使用 CEX 能够有效地约束等离子体，减轻电极或阴极之间的串扰可能造成的削弱影响。这种串扰会导致靶材损坏、基片打弧和基片损坏。它还可能最终导致电源的损坏。此外，串扰可能会使您无法获得您所希望得到的功率水平，从而降低了产量。
较大的基片（如那些在 FPD 和建筑玻璃生产中频繁使用并在太阳能应用中越来普及的基片）可能每反应室需要十来个或更多阴极。为了能放入一个反应室中，阴极之间的间隙必须缩小。如果紧挨着的靶材在使用 PEII 电源的 CEX 等功能时不能同步，那么它们的势能便各不相同，因而会彼此干扰。这种干扰被称为串扰，它可能会导致上述严重的工艺、薄膜和设备问题。
请参见 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 应用注释，了解有关使用 PEII 低频电源独特的 CEX 功能来实现阴极交替作用以显著增强工艺控制、提高薄膜质量和延长正常运行时间的操作指南。
- 为什么有些交流电源具有 CEX 功能，而其他没有？
答案：交流电源均为定频或变频电源。为了利用 CEX 对多个交流电源进行同步，所有这些电源的输出频率必须相同。因此，利用 CEX 对定频交流电源进行同步相当简单，如 AE 的 PEII 电源。但是，变频电源的输出频率，如 AE 的 Crystal® 电源，取决于负载阻抗，并且受工艺条件影响。这意味着反应室的每个电源都可能根据不一样的阻抗产生不一样的频率。因此，当然无法通过 CEX 或任何其他相位同步功能对多个变频电源进行同步。
请注意，CEX 的好处并不只限于使用定频交流电源的工艺。Pinnacle® Plus+ 脉冲直流电源，以及 Pulsar® 和 Sparc-le® V 直流脉冲附件具有能够同步多个脉冲直流电源输出的 CEX 功能。这为脉冲直流电源配置带来了上述交流电源配置同样的等离子体约束和降低串扰的好处。某些AE 射频电源 也具有 CEX 功能。
- 我的电源具有 CEX 功能。需要怎样正确的安装呢?
答案：如下图所示：CEX 安装需要将一个设备的 CEX/Drive Out 端口简单连接至另一个设备的 CEX/Drive In 端口。请注意，还需要将 CEX 终端插头插入最后一个设备的 CEX/Drive Out 连接器中。
以下图示展示了在 CEX 配置中被正确相连的多个 PEII 电源的背板。请参考您的电源用户手册了解更多信息，或联系我们，我们很高兴回答有关您个人系统的 CEX 安装问题。请参看我们的 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 应用说明，了解有关 CEX 好处和安装的更多信息。
图1：有关相连的 PEII 电源的 CEX 正确安装方法
- 我的电源无法达到设定值。这是为什么，我该如何解决
答案：在一个整合系统中，低于设定值的电源供电会引起警报。但是在一个实验室环境中，它实际导致了沉积薄膜变薄。至于您所遇到的电源供电问题，原因有以下几种可能性。首先，您的电源可能只因为阻抗失配引起的电压或电流限制而无法提供您所需的电源。您可以重新选择一个更适合您需求的电源来解决这一问题。为了使出现这个问题的概率降至最低，AE 电源具有非常广泛的阻抗范围，其中一些具有特殊的阻抗配置，以满足您的特殊需求，如 Pinnacle® Plus 直流/脉冲直流电源提供高阻抗到低阻抗配置。
另一个可能性就是您的打弧率太高。为了消除打弧，可以短时间内关闭电源，然后重新启动。通常重启后，电源输出会回到设定值。但是，如果打弧太多，电源可能会被频繁关系，因此实际输出的电源量达不到设定值。这时，您就需要检查您的打弧参数，并确保它们的设定值适合您的工艺。您还需检查您的工艺参数，并联系 Ken 寻求更多帮助。