Pódese dividir en pulverización de magnetrón DC e pulverización de magnetrón de RF.
O método de pulverización catódica DC require que o obxectivo poida transferir a carga positiva obtida do proceso de bombardeo iónico ao cátodo en estreito contacto con el, e entón este método só pode pulverizar os datos do condutor, que non son axeitados para os datos de illamento, porque o A carga iónica na superficie non se pode neutralizar ao bombardear o obxectivo de illamento, o que levará ao aumento do potencial na superficie do obxectivo, e case toda a tensión aplicada aplícase ao obxectivo, polo que as posibilidades de aceleración de ións e ionización entre o obxectivo. dous polos serán reducidos, ou mesmo non poden ser ionizados, Leva a falla de descarga continua, mesmo a interrupción da descarga e interrupción da pulverización.Polo tanto, a pulverización catódica por radiofrecuencia (RF) debe utilizarse para illar obxectivos ou obxectivos non metálicos con baixa condutividade.
O proceso de sputtering implica procesos complexos de dispersión e varios procesos de transferencia de enerxía: en primeiro lugar, as partículas incidentes chocan elásticamente cos átomos obxectivo, e parte da enerxía cinética das partículas incidentes transmitirase aos átomos obxectivo.A enerxía cinética dalgúns átomos obxectivo supera a barreira potencial formada por outros átomos ao seu redor (5-10 ev para os metais), e despois son eliminados da rede de celosía para producir átomos fóra do sitio e colisións repetidas con átomos adxacentes. , resultando nunha fervenza de colisións.Cando esta fervenza de colisión chega á superficie do obxectivo, se a enerxía cinética dos átomos próximos á superficie do obxectivo é maior que a enerxía de unión á superficie (1-6ev para metais), estes átomos separaranse da superficie do obxectivo. e entra no baleiro.
O revestimento por pulverización catódica é a habilidade de usar partículas cargadas para bombardear a superficie do obxectivo no baleiro para facer que as partículas bombardeadas se acumulen no substrato.Normalmente, úsase unha descarga de gas inerte a baixa presión para xerar ións incidentes.O obxectivo do cátodo está feito de materiais de revestimento, o substrato úsase como ánodo, introdúcese argón 0,1-10pa ou outro gas inerte na cámara de baleiro e a descarga de brillo prodúcese baixo a acción do cátodo (obxectivo) 1-3kv DC negativo alto tensión ou tensión de RF de 13,56 MHz.Os ións de argón ionizado bombardean a superficie do obxectivo, facendo que os átomos obxectivo salpiquen e se acumulen sobre o substrato para formar unha película delgada.Actualmente, hai moitos métodos de pulverización catódica, incluíndo principalmente a pulverización catódica secundaria, a catótica terciaria ou cuaternaria, a catótica catódica con magnetrón, a catódica catódica de destino, a catódica catódica RF, a catódica polar, a comunicación catótica asimétrica, a catótica catódica con feixe iónico e a catótica reactiva.
Debido a que os átomos pulverizados son salpicados despois de intercambiar enerxía cinética con ións positivos con enerxía de decenas de electróns voltios, os átomos pulverizados teñen unha enerxía elevada, o que contribúe a mellorar a capacidade de dispersión dos átomos durante o apilamiento, mellorando a finura da disposición de apilado e facendo a película preparada ten unha forte adhesión co substrato.
Durante a pulverización catódica, despois de que o gas se ionize, os ións do gas voan ao obxectivo conectado ao cátodo baixo a acción do campo eléctrico e os electróns voan cara á cavidade da parede e ao substrato conectados a terra.Deste xeito, a baixa tensión e baixa presión, o número de ións é pequeno e a potencia de pulverización do obxectivo é baixa;A alta tensión e alta presión, aínda que se poden producir máis ións, os electróns que voan cara ao substrato teñen unha enerxía elevada, o que é fácil de quentar o substrato e mesmo a pulverización catódica secundaria, afectando a calidade da película.Ademais, a probabilidade de colisión entre os átomos obxectivo e as moléculas de gas no proceso de voar ao substrato tamén aumenta moito.Polo tanto, espallarase por toda a cavidade, o que non só desperdiciará o obxectivo, senón que tamén contaminará cada capa durante a preparación de películas multicapa.
Para resolver as deficiencias anteriores, desenvolveuse a tecnoloxía de pulverización catódica con magnetrón DC na década de 1970.Supera eficazmente as deficiencias da baixa taxa de pulverización catódica e o aumento da temperatura do substrato causado polos electróns.Polo tanto, foi desenvolvido de forma rápida e amplamente utilizado.
O principio é o seguinte: na pulverización catódica con magnetrón, debido a que os electróns en movemento están sometidos á forza de Lorentz no campo magnético, a súa órbita de movemento será tortuosa ou mesmo movemento en espiral e o seu camiño de movemento farase máis longo.Polo tanto, aumenta o número de colisións con moléculas de gas de traballo, de xeito que a densidade do plasma aumenta e, a continuación, a taxa de pulverización catódica con magnetrón mellora moito e pode funcionar baixo unha tensión e presión de pulverización máis baixas para reducir a tendencia á contaminación da película;Por outra banda, tamén mellora a enerxía dos átomos que inciden na superficie do substrato, polo que se pode mellorar en gran medida a calidade da película.Ao mesmo tempo, cando os electróns que perden enerxía a través de múltiples colisións chegan ao ánodo, convertéronse en electróns de baixa enerxía, e entón o substrato non se sobrequentará.Polo tanto, a pulverización catódica con magnetrón ten as vantaxes de "alta velocidade" e "baixa temperatura".A desvantaxe deste método é que non se pode preparar a película illante e o campo magnético desigual usado no electrodo de magnetrón provocará un gravado desigual obvio do obxectivo, o que resultará nunha baixa taxa de utilización do obxectivo, que xeralmente é só do 20% ao 30. %.
Hora de publicación: 16-maio-2022