0096255_A1和US2011/0315543_A1中描述了脉冲溅射用以沉积硫族化物膜，像是 Ge2Sb2Te5 (GST)或类似的材料，用于通过脉冲溅射的相变材料。
[0036] 迄今为止的技术状况的缺点 使用正过冲来用于衬底的背溅射通常是受限的，这是由于在发生器的输出端中的固定 变压器抽头。正过冲是脉冲的空闲时间的一部分。通常，只有空闲时间可以在其长度上被 调整并且正过冲取决于发生器设计(特别是输出电感的）以及腔室阻抗。这意味着正过冲阶 段通常不能通过发生器的较长空闲时间而被延长。
[0037] 图3示出由以150kHz与2. 6 μ s空闲时间运行的输出电感所生成的具有正过冲的 DC脉冲功率供应的电压迹线。
[0038] 另外，图3示出在以150kHz、2. 6 μ s空闲时间以及一些正过冲而工作的典型脉冲 功率供应情况下的电压，所述正过冲作为电压"振铃"可见。在这些功率供应的情况下不能 运行稳定电压。
[0039] 解决方案的描述 图4示出H桥电路(来自Wikipedia)。
[0040] H桥电路，像在图4中描绘的那样，用于开关交变于磁控管功率供应(M)的DC发电 机的零电势（potential-free)输出。这样的H桥电路已经描述在EP 0534068_B1中用于 溅射装备中的应用。
[0041] 图5示出不对称双极脉冲的定时方案。
[0042] 图 5 示出脉冲时间 T-on (T-开)、T-off (T-关)、T+on (T+ 开）和 T+off (T+ 关） 的定义，其中总和表示该段时间。
[0043] 图 6 示出具有 Τ_οη:40 μ s、T-〇ff:2 μ s、T+on:20 μ s Τ+ο?? :40 μ s 的双极脉冲的 电压曲线图。
[0044] 在图 6 中绘制具有 Τ-〇η:40 μ s、T-〇ff:2 μ s、T+on:20 μ s T+off :40 μ s 的输出电 压信号。T-on表示溅射脉冲。T-ofT应当尽可能短，像5 μ s、2 μ s或甚至更少。这对于得 到从溅射阶段T-on的最小离子损耗并且避免放电的衰减是重要的。
[0045] T+on是调整背溅射和膜属性的基本参数。可以使用独立电压，然而这在H桥电路 的情况下是不可能的，所述H桥电路是非常实用并且有用的途径。T+off可以尽可能短， 但是其还可以用于出于以下描述的原因而减小占空比。在图6的情况中，定时被写成像 (40/2/20/40)〇
[0046] 图7示出高频（IOOkHz)单极和双极电压和电流曲线图，左方曲线图示出单极脉冲 4/6 μ S并且右方曲线图示出双极脉冲4/2/2/2 μ S。
[0047] 图8示出中频单极和双极电压和电流曲线图，特别地： 左上曲线图是单极脉冲40/6 μ S， 右上曲线图是双极脉冲40/2/2/2 μ s， 左中曲线图是单极脉冲40/14 μ s， 右中曲线图是双极脉冲40/2/10/2 μ s， 左下曲线图是单极脉冲40/24 μ s，以及 右下曲线图是双极脉冲40/2/20/2 μ s。
[0048] 对于从具有300mm直径的圆形靶、以200瓦特的低功率而溅射GST的电压和电流 迹线在图7和图8中针对不同的频率和占空比、在单极和双极模式之间进行比较。在两幅图 中，T-on和频率对于单极(左方)和双极情况(右方)保持相同。图7示出在相同占空比和频 率情况下的对于高频（IOOkHz)的单极（T-〇n/T-〇ff )和双极电压迹线（T-on/T-off/T+on/ T+off)〇
[0049] 在图8中，T-on是40 μ s并且T+on从2变化至10和20 μ s。对于单极情况，T-off 被设成T-off、T+on和T+off的总和，以便以相同的占空比运行。
[0050] 在应用中，正脉冲的长度用于调整沉积期间衬底的背溅射速率。下表1示出从具 有300mm直径的圆形靶、以200瓦特运行的GST沉积速率，以及在T-Off和T+off二者都以 2 y s的情况下双极vs单极溅射的降低率。背溅射例如用于在填充期间保持通孔的边缘打 开。
【主权项】
1. 脉冲双极溅射的方法，所述方法包括以下步骤： -在第一时间段（T-)期间应用溅射脉冲（-);以及 _在随后的第二时间段（T+)期间应用反转电压脉冲， 其中应用反转电压脉冲的步骤包括控制、特别是调整反转电压脉冲的定时（T+)。
2. 根据权利要求1所述的方法，其中 控制独立于溅射脉冲的属性和/或根据至少一个预定值来执行。
3. 根据权利要求1或2所述的方法，其中 控制包括控制反转电压脉冲（+ )的至少一个参数，特别是以下中的至少一个： -在第一时间段（T-)和第二时间段（T+)之间的间隔（T-off)， -第二时间段（T+)的持续时间， -在第二时间段（T+)和随后的第一时间段（T-)之间的间隔（T+off)， -空闲时间（Toff)，以及 _脉冲、特别是电压的强度。
4. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中控制通过操作H桥电路来实现。
5. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中溅射是不对称的脉冲双极溅射，其 中特别地，第一时间段（T-)长于或短于第二时间段（T+)。
6. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中在第一时间段（T-)和第二时间段 (T+)之间的间隔（T-off)至少为1 y s和/或5 y s或更少，特别是2 y s或更少。
7. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括调整第二时间段 (T+)来控制膜参数和/或涂层属性，特别是粗糙度、密度或应力，另外特别是金属层的应 力。
8. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括沉积硫族化物膜、 特别是GST，和/或相变材料，特别是容易可蒸发的材料。
9. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括形成3D结构和/或 通孔填充。
10. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中溅射是低占空比溅射和/或溅射 脉冲（_)是高功率溅射脉冲（_)并且在第二时间段（T+)之后的时间段（T+off)被延长。
11. 根据前项权利要求所述的方法，其中所述方法包括使用具有高蒸气压和/或敏感 于靶表面上热斑形成的材料，特别是使用GST。
12. 根据之前的权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法包括将溅射与衬底上的 RF偏压相组合。
13. -种用于双极溅射的装置，包括溅射靶和脉冲发生器，其用于在第一时间段（T-) 期间应用溅射脉冲（-)和在随后的第二时间段（T+)期间应用反转电压脉冲（ + )，其中脉冲 发生器是可配置的，特别是可调整的，以控制反转电压脉冲（+ )。
14. 根据前项权利要求所述的装置，其中脉冲发生器包括H桥电路以用于生成反转电 压脉冲（+ )。
15. -种用于通过使用根据权利要求1至12中任一项的方法或根据权利要求13或14 的装置来制造工件的方法，特别地用于致密化和/或背溅射，另外特别地用于溅射GST。
16. -种工件，其特别地包括3D结构，另外特别是一个或多个通孔，其中所述工件根据
【专利摘要】本发明涉及脉冲双极溅射的方法，所述方法包括以下步骤：-在第一时间段（T-）期间应用溅射脉冲（-）/和-在随后的第二时间段（T+）期间应用反转电压脉冲。应用反转电压脉冲的步骤包括控制、特别是调整反转电压脉冲的定时（T+）。这样，实现了高质量溅射，特别是用于溅射温度敏感的材料。
【IPC分类】C23C14-06, H01J37-34, C23C14-34
【公开号】CN104583451
【申请号】CN201380034551
【发明人】埃格哈扎里 M., 维查特 J.
【申请人】欧瑞康先进科技股份公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2013年6月28日
【公告号】EP2867386A1, US20150184284, WO2014001525A1