Maaari itong nahahati sa DC magnetron sputtering at RF magnetron sputtering.
Ang pamamaraan ng DC sputtering ay nangangailangan na ang target ay maaaring ilipat ang positibong singil na nakuha mula sa proseso ng pambobomba ng ion sa katod sa malapit na pakikipag-ugnay dito, at pagkatapos ang pamamaraang ito ay maaari lamang mag-sputter ng data ng konduktor, na hindi angkop para sa data ng pagkakabukod, dahil ang Ang singil ng ion sa ibabaw ay hindi maaaring neutralisahin kapag binomba ang target na pagkakabukod, na hahantong sa pagtaas ng potensyal sa target na ibabaw, at halos lahat ng inilapat na boltahe ay inilalapat sa target, kaya ang mga pagkakataon ng pagpabilis ng ion at ionization sa pagitan ng dalawang pole ay mababawasan, o kahit na hindi maaaring ionized, Ito ay humahantong sa kabiguan ng tuloy-tuloy na discharge, kahit discharge pagkagambala at sputtering pagkagambala.Samakatuwid, ang radio frequency sputtering (RF) ay dapat gamitin para sa mga insulating target o non-metallic na target na may mahinang conductivity.
Ang proseso ng sputtering ay nagsasangkot ng mga kumplikadong proseso ng scattering at iba't ibang mga proseso ng paglilipat ng enerhiya: una, ang mga particle ng insidente ay nababanat sa mga target na atom, at ang bahagi ng kinetic energy ng mga particle ng insidente ay ipapadala sa mga target na atom.Ang kinetic energy ng ilang target na atoms ay lumampas sa potensyal na hadlang na nabuo ng iba pang mga atomo sa kanilang paligid (5-10ev para sa mga metal), at pagkatapos sila ay na-knock out mula sa sala-sala na sala-sala upang makabuo ng mga off-site na atom, At higit pang paulit-ulit na banggaan sa mga katabing atomo , na nagreresulta sa kaskad ng banggaan.Kapag ang collision cascade na ito ay umabot sa ibabaw ng target, kung ang kinetic energy ng mga atom na malapit sa surface ng target ay mas malaki kaysa sa surface binding energy (1-6ev para sa mga metal), ang mga atom na ito ay maghihiwalay mula sa ibabaw ng target. at pumasok sa vacuum.
Ang sputtering coating ay ang kasanayan ng paggamit ng mga naka-charge na particle upang bombahin ang ibabaw ng target sa vacuum upang gawin ang mga bombarded na particle na maipon sa substrate.Karaniwan, ginagamit ang isang low-pressure inert gas glow discharge upang makabuo ng mga incident ions.Ang cathode target ay gawa sa mga materyales na patong, ang substrate ay ginagamit bilang anode, 0.1-10pa argon o iba pang inert gas ay ipinakilala sa vacuum chamber, at ang glow discharge ay nangyayari sa ilalim ng pagkilos ng cathode (target) 1-3kv DC negatibong mataas. boltahe o 13.56MHz RF boltahe.Ang mga ionized argon ions ay binomba ang ibabaw ng target, na nagiging sanhi ng pagtilamsik ng mga target na atom at naipon sa substrate upang bumuo ng isang manipis na pelikula.Sa kasalukuyan, maraming mga paraan ng sputtering, pangunahin kasama ang pangalawang sputtering, tertiary o quaternary sputtering, magnetron sputtering, target sputtering, RF sputtering, bias sputtering, asymmetric communication RF sputtering, ion beam sputtering at reactive sputtering.
Dahil ang mga sputtered atoms ay nagsi-splash out pagkatapos makipagpalitan ng kinetic energy na may positive ions na may sampu-sampung electron volts energy, ang sputtered atoms ay may mataas na enerhiya, na nakakatulong sa pagpapabuti ng dispersion na kakayahan ng mga atom sa panahon ng stacking, pagpapabuti ng fineness ng stacking arrangement, at paggawa ang handa na pelikula ay may malakas na pagdirikit sa substrate.
Sa panahon ng sputtering, pagkatapos ng gas ay ionized, ang mga gas ions ay lumilipad sa target na konektado sa cathode sa ilalim ng pagkilos ng electric field, at ang mga electron ay lumilipad sa grounded wall cavity at substrate.Sa ganitong paraan, sa ilalim ng mababang boltahe at mababang presyon, ang bilang ng mga ions ay maliit at ang sputtering power ng target ay mababa;Sa mataas na boltahe at mataas na presyon, bagaman mas maraming mga ion ang maaaring mangyari, ang mga electron na lumilipad sa substrate ay may mataas na enerhiya, na madaling magpainit sa substrate at kahit na pangalawang sputtering, na nakakaapekto sa kalidad ng pelikula.Bilang karagdagan, ang posibilidad ng banggaan sa pagitan ng mga target na atom at mga molekula ng gas sa proseso ng paglipad sa substrate ay lubhang nadagdagan.Samakatuwid, ito ay makakalat sa buong lukab, na hindi lamang mag-aaksaya ng target, ngunit din polusyon sa bawat layer sa panahon ng paghahanda ng mga multilayer na pelikula.
Upang malutas ang mga pagkukulang sa itaas, ang teknolohiya ng DC magnetron sputtering ay binuo noong 1970s.Ito ay epektibong nagtagumpay sa mga pagkukulang ng mababang cathode sputtering rate at ang pagtaas ng temperatura ng substrate na dulot ng mga electron.Samakatuwid, ito ay binuo nang mabilis at malawakang ginagamit.
Ang prinsipyo ay ang mga sumusunod: sa magnetron sputtering, dahil ang mga gumagalaw na electron ay sumasailalim sa Lorentz force sa magnetic field, ang kanilang motion orbit ay magiging paikot-ikot o maging spiral motion, at ang kanilang motion path ay magiging mas mahaba.Samakatuwid, ang bilang ng mga banggaan sa gumaganang mga molekula ng gas ay tumaas, upang ang plasma density ay tumaas, at pagkatapos ay ang magnetron sputtering rate ay lubos na napabuti, at maaari itong gumana sa ilalim ng mas mababang sputtering boltahe at presyon upang mabawasan ang pagkahilig ng film polusyon;Sa kabilang banda, pinapabuti din nito ang enerhiya ng insidente ng mga atomo sa ibabaw ng substrate, kaya ang kalidad ng pelikula ay maaaring mapabuti sa isang malaking lawak.Kasabay nito, kapag ang mga electron na nawalan ng enerhiya sa pamamagitan ng maraming banggaan ay umabot sa anode, sila ay naging mga electron na mababa ang enerhiya, at pagkatapos ay ang substrate ay hindi mag-overheat.Samakatuwid, ang magnetron sputtering ay may mga pakinabang ng "mataas na bilis" at "mababang temperatura".Ang kawalan ng pamamaraang ito ay hindi maaaring ihanda ang insulator film, at ang hindi pantay na magnetic field na ginamit sa magnetron electrode ay magiging sanhi ng halatang hindi pantay na pag-ukit ng target, na nagreresulta sa mababang rate ng paggamit ng target, na sa pangkalahatan ay 20% - 30 lamang. %.
Oras ng post: Mayo-16-2022