NOTE: Publication of the Flat Panel Focus is temporarily postponed. Please see our PV Sun Times e-newsletter, as many of the topics may be of interest.
為您的 PVD 製程選擇最佳電源
2008年第二季版 Flat Panel Focus® 提供了有關電源選擇的實用建議。它基於2007年第一季版 Sputter Spotlight® 進行了補充，為特殊的靶材和薄膜成分提供了建議。
電源的選擇是一種藝術，也是一種科學。您在為應用確定理想電源的過程中必須考慮許多因素，包括靶材、製程化學和陰極設計。它還必須符合您對濺射率和薄膜特徵等因素設定的特殊性能標準。
也就是說，對於某些製程和/或材料來說，選擇十分有限，因此電源的選擇相對簡單。就拿石英二氧化矽來說，射頻是唯一可行的選擇。同樣地，交流電源被專門用來支援雙陰極製程，因此它一直是該應用的理想選擇。交流電使陽極和陰極能夠交替變化，每半個週期就能清理一下陽極表面。這種定期清理可以防止陽極消失的問題，其中電絕緣薄膜最終覆蓋住基片和其它內壁成分，阻斷了電流並最終消除了電漿。
對於某些製程和/或材料來說，選擇十分有限，因此電源的選擇相對簡單。然而，對於二氧化錫和二氧化矽等材料來說，選擇卻很多。
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然而，對於二氧化錫和二氧化矽等材料來說，製程電源的選擇卻很多。就二氧化矽而言，選擇包括脈衝直流電、交流電和射頻。如何在其中做出選擇取決於您首要考慮的因素。通常來說，脈衝直流電能夠使二氧化矽的沉降速率最快，但是與其它電源方法相比，它也可能會導致製程較不穩定。它還會使您面臨陽極消失的問題。如果您選擇使用交流電來沉積二氧化矽，那麼濺射率可能會稍低，但是您卻可以避免陽極消失的問題。最後，射頻不僅不會帶來陽極消失的問題，而且在所有選擇中它所產生的薄膜品質最高。射頻主要的缺點是濺射率最低。但是，如果對您的應用而言薄膜品質十分重要，那麼射頻可能仍是最佳選擇。
一般來說，隨著靶材傳導性的降低，推薦使用的製程電源類型的頻率也應更高。也就是說，使用絕緣性很強的靶材的製程往往需要射頻等高頻電源才能順利完成，而傳導性很強的靶材則通常需要使用直流電和脈衝直流電。
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正如上文所述，您在選擇電源時必須考慮您對濺射率、薄膜特徵等因素的特殊要求。此外，還應考慮陰極設計、（可旋轉/平面，單/雙）、製程化學和靶材。一般來說，隨著靶材傳導性的降低，推薦使用的製程電源類型的頻率也應更高。也就是說，使用絕緣性很強的靶材的製程往往需要射頻等高頻電源才能順利完成，而傳導性很強的靶材則通常需要使用直流電和脈衝直流電。
請注意：在選擇電源時必須考慮沉積薄膜材料和靶材的傳導性。一般來說，使用導電性靶材的製程不會出現陽極消失的問題。然而，在某些易起反應的應用中，即使您使用的靶材能夠導電，但產生的薄膜卻可能是電絕緣的，這樣陽極就可能被絕緣材料所覆蓋。在這種情況下，如果避免陽極消失問題對您成功完成生產作業至關重要的話，那麼使用交流電源的雙陰極製程會是您的最佳選擇。
如果您在為製程選擇合適的電源方面需要更多説明，請與我們聯絡。
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Bruce Fries 和 Ken Nauman 可以為您解答一些疑難問題。發送您的問題或評論至 FPDapplications@aei.com 。如欲直接與 Ken Nauman 聯絡，請撥打電話：+1.970.214.6280 或發送電子郵件至：Ken.Nauman@aei.com 。
- 您在2007年第四季版 FP Focus 中談到了 CEX。它到底是什麼？
- 為什麼有些交流電源具有 CEX 功能，而其他沒有？
- 我的電源具有 CEX 功能。需要怎樣正確的安裝呢?
- 我的電源無法達到設定值。這是為什麼，我該如何解決？
- 您在2007年第四季版 FP Focus 中談到了 CEX。它到底是什麼？
答案：CEX 是指通用主控振盪器，它被用來連接在同一個反應室內與多個電極或陰極相連的多個電源。使用 CEX 能夠有效地約束電漿，減輕電極或陰極之間的串擾可能造成的削弱影響。這種串擾會導致靶材損壞、基片打弧和基片損壞。它還可能最終導致電源的損壞。此外，串擾可能會使您無法獲得您所希望得到的功率水準，從而降低了產量。
較大的基片（如那些在 FPD 和建築玻璃生產中頻繁使用並在太陽能應用中越來普及的基片）可能每反應室需要十來個或更多陰極。為了能放入一個反應室中，陰極之間的間隙必須縮小。如果緊挨著的靶材在使用 PEII 電源的 CEX 等功能時不能同步，那麼它們的勢能便各不相同，因而會彼此干擾。這種干擾被稱為串擾，它可能會導致上述嚴重的製程、薄膜和設備問題。
請參見 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 應用注釋，瞭解有關使用 PEII 低頻電源獨特的 CEX 功能來實現陰極交替作用以顯著增強製程控制、提高薄膜品質和延長正常執行時間的操作指南。
- 為什麼有些交流電源具有 CEX 功能，而其他沒有？
答案：交流電源均為定頻或變頻電源。為了利用 CEX 對多個交流電源進行同步，所有這些電源的輸出頻率必須相同。因此，利用 CEX 對定頻交流電源進行同步相當簡單，如 AE 的 PEII 電源。但是，變頻電源的輸出頻率，如 AE 的 Crystal® 電源，取決於負載阻抗，並且受製程條件影響。這意味著反應室的每個電源都可能根據不一樣的阻抗產生不一樣的頻率。因此，當然無法通過 CEX 或任何其他相位同步功能對多個變頻電源進行同步。
請注意，CEX 的好處並不只限於使用定頻交流電源的製程。Pinnacle® Plus+ 脈衝直流電源，以及 Pulsar® 和 Sparc-le® V 直流脈衝附件具有能夠同步多個脈衝直流電源輸出的 CEX 功能。這為脈衝直流電源配置帶來了上述交流電源配置同樣的電漿約束和降低串擾的好處。某些AE 射頻電源 也具有 CEX 功能。
- 我的電源具有 CEX 功能。需要怎樣正確的安裝呢?
答案：如下圖所示：CEX 安裝需要將一個設備的 CEX/Drive Out 埠簡單連接至另一個設備的 CEX/Drive In 埠。請注意，還需要將 CEX 終端插頭插入最後一個設備的 CEX/Drive Out 連接器中。
以下圖示展示了在 CEX 配置中被正確相連的多個 PEII 電源的背板。請參考您的電源使用者手冊瞭解更多資訊，或聯絡我們，我們很高興回答有關您個人系統的 CEX 安裝問題。請參看我們的 Enhanced Plasma Containment for Inline Sputtering Systems 應用說明，瞭解有關 CEX 好處和安裝的更多資訊。
圖1：有關相連的 PEII 電源的 CEX 正確安裝方法
- 我的電源無法達到設定值。這是為什麼，我該如何解決？
答案：在一個整合系統中，低於設定值的電源供電會引起警報。但是在一個實驗室環境中，它實際導致了沉積薄膜變薄。至於您所遇到的電源供電問題，原因有以下幾種可能性。首先，您的電源可能只因為阻抗失配引起的電壓或電流限制而無法提供您所需的電源。您可以重新選擇一個更適合您需求的電源來解決這一問題。為了使出現這個問題的概率降至最低，AE 電源具有非常廣泛的阻抗範圍，其中一些具有特殊的阻抗配置，以滿足您的特殊需求，如 Pinnacle® Plus 直流/脈衝直流電源提供高阻抗到低阻抗配置。
另一個可能性就是您的電弧發生率太高。為了消除電弧，可以短時間內關閉電源，然後重新啟動。通常重啟後，電源輸出會回到設定值。但是，如果電弧太多，電源可能會被頻繁關係，因此實際輸出的電源量達不到設定值。這時，您就需要檢查您的電弧參數，並確保它們的設定值適合您的製程。您還需檢查您的製程參數，並聯絡 Ken 尋求更多幫助。