[发明专利]一种反应溅射沉积速率稳定控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种反应溅射沉积速率稳定控制系统，包括控制器、溅射电源、气体流量压电阀、镀膜室和多路传感反馈电路；所述控制器，通过控制信号控制溅射电源输出电流电压和工作气体、反应气体流量压电阀；多路传感反馈电路，包括等离子体光谱反馈电路、气体分压反馈电路和靶电流电压反馈电路。本发明通过监控等离子反应溅射光谱、控制工作气体和反应气体精确含量、靶电流电压等来实现溅射过程的快速反馈实时控制，实现溅射沉积速率的稳定和保证溅射薄膜成分的稳定，该发明不仅适用于较小基片、单一溅射材料，对大面积基片、复合掺杂溅射材料都有较好效果。

主权项

一种反应溅射沉积速率稳定控制系统，其特征在于：包括控制器、溅射电源、气体流量压电阀和多路传感反馈电路；其中多路传感反馈电路，包括等离子体光谱反馈电路、气体分压反馈电路和靶电流电压反馈电路；其中等离子体光谱反馈电路通过光纤探头检测真空镀膜室中等离子体反应溅射发射光谱中光谱的强度，并经过滤波、放大和预置工作点信号进行差值运算；气体分压反馈电路通过气体传感器探测真空镀膜室中工作气体和反应气体分压，并将分压值与真空镀膜室总压值的比值转换为电位信号，放大电位信号反馈到控制器中；靶电流电压反馈电路通过高增益运算放大器将输出电压值和给定电压值的误差放大，将输出电压值偏离给定电压值的误差反馈于控制器；气体流量压电阀，包括反应气体流量压电阀、工作气体流量压电阀；控制器，通过控制信号控制溅射电源的输出电压、电流，以及气体流量压电阀、工作气体流量压电阀的气体流量；根据工作气体分压和真空镀膜室总压比值的电位信号而调节电源的脉冲宽度使输出电压值稳定在给定电压值；同时根据反应溅射发射光谱中光谱的强度的差值运算调节反应气体流量压电阀。