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1. 我使用的是一种专用的靶材。我该如何决定使用哪一类型的制程电源呢？是射频电源还是交流或直流电源？
2. 很好，但是我该如何在交流和直流电源中选择呢？
3. 我该如何决定是普通直流或脉冲直流电源更适合我的制程呢？
4. 我能达到多少溅镀率？
5. 我的溅镀设备系统中输入的电弧设定值是多少？
6. 我的溅镀率过去一直很稳定。为什么今天突然起了变化呢？
7. 使用平面和可旋转靶材有何不同？
8. 平面和可旋转靶材的不同侵蚀类型是如何在其靶材使用寿命期间影响制程的？
9. 一般来说，前面您已经提到，脉冲直流电源和交流电源生产出的薄膜质量比普通直流电源要高。那么，它们生产的薄膜质量实际上究竟有何不同？
10. 我该怎样优化我的溅镀率？
11. 我听说有一种即将推出的 HPPMS 技术可以生产极其平整而均匀的薄膜，但是现在还没有广泛推出。有没有其他选择可以用现有的设备生产出类似质量的薄膜？

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12. 我如何确定脉冲直流电源是否适合我的 FPD 制程？
13. 使用脉冲直流电源，在反转电压时没有溅镀会不会影响我的溅镀率？
14. 是否有技术可通过提高封装层质量来延长OLED 寿命？
15. 在开发OLED 和其它先进制程时，我可以从哪里获得帮助？
16. 哪些现有的产品技术有益于 FPD？

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1. 我使用的是一种专用的靶材。我该如何决定使用哪一类型的 制程电源 呢？ 射频电源 还是 交流 或 直流 电源？
   答： 要想决定您是否需要使用射频电源其实很简单；您只需要一个简单的欧姆表。将欧姆表的两支表笔放在靶材表面的任意两点。如果您的欧姆表读数为无穷大（例如纯二氧化硅铝靶材的读数就是无穷大），那么您的制程就需要选用射频电源。而如果您的欧姆表有不是无穷大的其它读数，则使用交流或直流电源。
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2. 很好，但是我该如何在交流和直流电源中选择呢？
   答： 这是一个复杂的问题。如果您的制程是批次制程，您可能需要直流或 脉冲直流。这里我们关心的问题是制程中阳极消耗的问题。如果您反应性地使用直流电来溅镀 SiO2，阳极（浮动或溅镀腔室）最终将积聚起绝缘的 SiO2。该绝缘层会阻止电子流回电源（正极流回）。制程电压会上升，制程将出现问题并最终因为大的电弧放电和功率的下降而终止。关键是了解您的制程有多长以及您想溅镀的材料有多少。您必须非常了解您溅镀腔室的几何构造和溅镀制程。在保持阳极更干净更长久方面有很多有趣的小窍门。脉冲直流是其中的一种。（其它的再做其它讨论。）
   
   数天或数周的需要溅镀绝缘材料在线制程比较简单。交流电源用在这种情况非常好。相对不好的一面是需要再购买、安装和维护第二个阴极。交流电源能提供改进薄膜的质量，包括更高平整度、更少的孔洞以及更佳的聚集密度。
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3. 我该如何决定选择普通的直流或脉冲直流电源更适合我的制程呢？
   答： 使用脉冲直流电源通常都能获得更好的薄膜质量，但是普通的直流电源更便宜。然而，使用脉冲直流电源能使您无需再购买一个昂贵的阴极。而且脉冲直流电源能改善薄膜的平整性、聚集密度和透射性，而且还能减少孔洞。
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4. 我能达到多少溅镀率？
   答： 溅镀率的多少取决于每个不同的配置——配置可能是动态的。决定溅镀率的有以下因素：
   • 溅镀腔室几何构造和阴极/阳极设计
   • 运行气压
   •  气体混合
   • 靶材厚度
   • 磁场强度
   • 运行功率
   • 靶材到基板的距离
   
   你将可能看到溅镀率在2到10 Å /秒。我在这里想要说的是优化您的溅镀系统既是一门科学也是一种艺术——必须在成本、溅镀率和薄膜质量之间保持平衡。而事情的关键是要真正地了解您的溅镀腔室和溅镀制程。您应该以初始速率运行比您实际制程更长的时间，以了解您的溅镀腔室和制程特点。要了解在您实际制程时会发生什么，您可以在较低功率的条件下尝试这些初始速率，慢慢调高功率，作为一种系统评定的方法。
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5. 我的溅镀设备系统中输入的电弧设定值是多少？
   答： 这也是一个能让我出名发财的问题。和上个问题一样，答案取决于几个变量：
   
   • 靶材的材质和厚度
   • 阴极的尺寸
   • 运行电压，运行电压受气体混合、磁场强度和溅镀腔室压力的影响。
     
   
   对于典型的情况，我推荐设定电弧分界点为运行电压的10%。然而，更大的靶材需要更长的关闭时间，因为完全驱散这些较大靶材上电弧的能量需要更长的时间。靶材表面积越大，电弧处理的关闭时间越长。
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6. 我的溅镀率过去一直很稳定。为什么今天突然变化了呢？
   答：我对这个问题的第一反应是：您对系统做的最后一件事是什么？在90%左右的情况下，这都能告诉你答案。如果想不明白，可以采用下面其它的方法来查看。
   
   • 您是否看到更多的电弧？
   • 等离子的颜色是否发生了改变？
   • 电源的电压和电流是否发生了变化？
   • 您是否能够达到相同的本底基气压？
   • 达到相同制程气压力所需的气体流量是否相同？
   • 达到上升测试率所需的时间是否相同？
     
   
   所有上述的情况都说明在溅镀腔室的某处发生了泄露。也可能是需要溅镀腔室清洁了。以上两种情况的处理都需要更加深入的讨论。
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7. 使用平面和可旋转靶材有何不同？
   答： 通常，平面靶材的利用率约为35%，可旋转靶材的利用率约为85%。这些数字与所采用的制程电源模式或靶材材料无关。但是，请注意，可旋转阴极不能与射频电源兼容。一般来说，可旋转阴极最适合用于交流、直流或脉冲直流电源供电的制程。
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8. 平面和可旋转靶材的不同侵蚀类型是如何在其靶材使用寿命期间影响制程的？
   答： 尽管平面和可旋转靶材的侵蚀方式确有不同，但实际上您在该靶材使用寿命期间处理制程电源的方式基本是相同的。就可旋转靶材而言，靶材厚度以一种一致的方式 减少，从而导致磁体向靶材表面移动。这将导致电流的增大和电压的降低。尽管平面靶材的侵蚀方式不一致，但您会发现电流减小，电压增大。
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9. 一般来说，前面您已经提到，脉冲直流电源和交流电源生产出的薄膜质量比普通直流电源要高。那么，它们生产的薄膜质量实际上究竟有何不同？
   答： 以下的图片显示，薄膜质量存在十分显著的差异。
   
   
   
   
   

   普通直流电源生产出的薄膜质量（上图） vs 脉冲直流电源生产出的薄膜质量（下图）
   资料来源：英国索福尔德大学 (University of Salford)、先进材料与表面工程中心 (Centre for Advanced Materials and Surface Engineering)

   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

   普通直流电源生产出的薄膜质量（上图） 相对于 交流电源生产出的薄膜质量（下图）

   
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10. 我该怎样优化我的溅镀率？
    答： 这与先前的 “请教 Doug！”, 的内容有很多重复，在“我可以获得多少的溅镀率？”中我已经回答了这个问题。
    
    这个问题的一般规则是压力越低，溅镀率和薄膜质量越高，因为这种情况下等离子区的分子碰撞较少，等离子投射距离（溅镀的粒子从靶材到达基板的能力）较长。因此，尽可能地在低的压力下进行溅镀，当然，要避免陷入气体不足的情况，这会使您的电源出现问题。（见以上 评估电源质量 。）
    
    您可以做的第二件事是使用一个磁场强度计来检查磁控管的平衡。不平衡的磁控管会增大等离子投射距离，产生多余的电子，这会影响基板温度和薄膜质量。平衡的磁控管可集中投射距离，这将有助于您提高溅镀率，尤其是当阴极与基板之间的距离较大时。
    
    
    
    
    
    不平衡的磁控管（上图）相对于 平衡的磁控管（下图）
    
    
    
    
    
    
    第三，检查磁体的强度。随着磁体磁力的增强，等离子投射距离也随之增大。需要注意的一件事就是，尽管这可以带来更高的溅镀率和薄膜聚积密度，但较强的磁力会加深靶材凹槽深度，这会降低利用率。
    
    所有的这些都表明，溅镀率是一个复杂而多方面的问题。如需获得具体情形的建议，请通过电邮 sputtering@aei.com 与我联系。
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11. 我听说有一种即将推出的 HPPMS 技术可以生产极其平整而均匀的薄膜，但是现在还没有广泛推出。有没有其他选择可以用现有的设备生产出类似质量的薄膜？
    答： 你很幸运！现在有一种非常易于使用的技术可为你带来平整度类似于 HPPMS（高功率脉冲磁控管溅镀）技术的薄膜质量。这种技术结合了两种制程供电方式：射频和脉冲直流电源。另外一个好处就是，尽管它是一种相对较新的方 法，但射频脉冲直流电却拥有足够长的采用时间，大量的相关信息已经被开发并推广。欲查询有关该电源模式的详情，请见AE的电 源选择矩阵，以及我们的 射频直流电源制程电弧处理应用注释。
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12. 我如何确定 脉冲直流电源 是否适合我的 FPD 制程？
    答： 如果您的制程对破坏性的电弧事件十分敏感，那么脉冲直流电源毫无疑问可帮助您。绝缘体表面的电荷积累是每个耙材所固有的。脉冲直流电源可通过定期变转电压并抑制这种对积累来防止破坏性电弧在 PVD 制程中出现。
    
    与普通直流电源相比，脉冲直流电源总能提高薄膜质量，节省成本，提高成品率和产量。它可以降低针孔缺陷发生率并通过降低电阻系数提高电属性。它还可以通过提高耙材使用率和使用较便宜的耙材来降低材料成本，而薄膜质量却不会受到任何负面影响，大幅提高了生产率和产量。
    
    对于现有的直流源电驱动的 PVD 制程，通过在您的系统中整合一个附件，如 AE 的 Pulsar^®，来获得这种宝贵的脉冲功能是相对简单的。
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13. 使用脉冲直流电源，在反转电压时没有溅镀会不会影响我的溅镀速度？
    答： 仅有很小的影响。 AE 独特的脉冲直流电源拓扑结构 能够实现反转电压过程中的能量存储。这一能量会在随后的溅镀过程中被释放。从本质上来讲，其平均供电与类似的直流电溅镀制程是相当的。
    
    这也说明，溅镀速率是复杂的，并且受到许多变量的影响，其中包括：
    
    • 溅镀腔室几何构造和阴极/阳极设计
    • 运行气压
    • 气体混合
    • 耙材冷却
    • 耙材厚度
    • 磁场强度
    • 运行功率
    • 耙材到基片的距离

    
    优化您的溅镀系统既是一门科学也是一门艺术——成本、溅镀率和薄膜质量之间的平衡。真正的关键在于知道并了解您的溅镀腔室和溅镀制程。要完全了解脉冲直流电是如何影响您的制程的，利用初始速率运行比实际制程更长的时间，以了解您的溅镀腔室和制程特点。要了解在您实际制程时会发生什么，您可以在较低功率的条件下尝试这些初始速率，慢慢调高功率，作为一种系统评定的方法。
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14. 是否有技术可通过提高封装层质量来延长OLED 寿命？
    答： 薄膜覆盖可产生阻挡空气和湿气的屏障，从而大大提高 OLED 寿命持久性。这一层次对于柔性显示器来说可能会特别有用，这是由于不同的基片，比如柔性聚合体，可被液体和气体穿透。水和空气可以进入低质薄膜，扩散到基片，污染有机层。
    
    为了获得这一屏障，在您的应用中采用合适的薄膜属性相当关键，包括针孔缺失以及您所希望薄膜密度和结晶度的水平。不同的等离子制程使您可以控制能量，创造有效覆盖所需的更完善的薄膜特征。
    
    AE 的产品可达到适当的能量水平，其电弧管理能力可防止电弧造成的针孔。AE 多样化的产品组合包括 直流电源, 、脉冲直流电源, 和 射频电源 产品，以便应对这些尖端应用带来的挑战。垂询详情，请发电邮到 FPDapplications@aei.com。
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15. 在开发OLED 和其它先进制程时，我可以从哪里获得帮助？
    答： 相近的薄膜市场的经验对于 FPD 制程创新是极其有效的。对更高光效的需求以及诸如柔性显示器 (OLED) 和数字信号等新设备的推出孕育了对能够节省终端成品成本的更先进制程的需求。下面的表格比较了未来的 FPD 制造和现今的相近薄膜制程。
    
    

    FPD 应用	邻近薄膜应用	共性
    所有新一代 FPD 设备	半导体	非常精确的制程
    柔性显示器	网络镀膜	柔性基片 很高的产量 低温制程
    大屏幕显示器	建筑玻璃	大面积基片 设备采购战略 更高的功率要求
    OLED	光电应用	制造操作设计[1] 技术创新

    [1] 光电应用将光转成电，而 OLED 进行相反的操作，将电转成光。因此，这两种应用都有着非常相似的材料、设备、制程和程序。这些共性的一些实例包括透明的导电氧化物、导体和覆盖层。有关覆盖的详情，请参见上述问题 3 。

    
    
    所以，您能在哪找到涵盖所有这些薄膜行业的专业技术呢？25年多以来，AE 一直在创新技术，以求实现精确的等离子制程。凭借在上述所有相关薄膜应用领域的经验，我们能够成为您开发制程工作中的宝贵合作伙伴。[2]
    
    制程设计一旦完成，AE 可提供实地系统整合支持。我们还可以进行广泛的现场测试，这有助于确保您新的设计成功。这能变成非常关键的考虑到终端用户限制初步验收测试 (IAT) 并只执行最终验收测试 (FAT) 的趋势。[2]
    
    如果您对您具体的开发应用工作有疑问，我们很乐意为您解答。请发送电邮至 FPDapplications@aei.com与我们联系。
    
    

    [2] 请和您的设备供应商联系，看看哪种 AE 支持方案适合您。

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16. 哪些现有的产品技术有益于 FPD？
    答： 就制造技术来看，今天的 FPD 市场实际上胜过早期的半导体市场。尽管半导体开发没有技术基础来供其起步，FPD 却源自半导体设备和方法。因此，它开始的时候拥有强大且高度发展的制造技术。这也促成了比其它行业更快的进步。随着 FPD 市场日益成熟，其它市场的现有技术将继续带来益处。
    
    能为 FPD 制造带来益处的其它技术包括：
    
    

    技术	好处
    电弧管理	减少基片损坏 （针孔） 改进成品率 实现更高的功率水平，增加产量
    流量控制	增加制程稳定性 实现更快的制程转化和更短的制程程序
    匹配网络技术	提高供电精确性和效率，实现更高的薄膜质量和成品率
    精确供电	改进成品率
    精确子系统控制和监控功能	方便制程操作和创新 提高制程生产率和成品率 延长正常运行时间
    脉冲直流电源	改进薄膜质量和成品率 降低材料成本

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