Влияние магнетронного распыления на качество тонких пленок
магнетронное распылениеОн обладает такими преимуществами, как высокая скорость, низкая температура, низкий уровень повреждений и т. д. Особенно легко непрерывно создавать слои пленки большой площади, что удобно для автоматизации и массового производства. В последние годы магнетронное распыление широко используется в крупномасштабных интегральных схемах, электронных компонентах, магнитной и оптической записи, плоских панелях дисплеев, а также в оптике, энергетике, машиностроении и других промышленных областях.
Источники магнетронного распыления
Плазменное напыление - этоФизическое осаждение из паровой фазы (PVD), который уже несколько десятилетий используется как гибкий, надежный и эффективный метод осаждения тонких пленок. В XIX веке Гроув наблюдал отложения при использовании тлеющего разряда постоянного тока для исследования электрохимической полярности газа. К 1930-м годам осаждение тонких пленок методом напыления получило коммерческое применение. Ранние методы напыления были основаны на катодном напылении или диодном напылении постоянного тока. Однако с усовершенствованием вакуумной технологии в конце 1950-х - начале 1960-х годов стало ясно, что широкий спектр проводящих материалов может быть осажден с помощью напыления на постоянном токе. В то же время в начале 1960-х годов Bell Laboratories и Western Electric использовали напыление для производства пленок тантала (Ta) для интегральных схем, что положило начало его промышленному применению. После противоречивого начала магнетронное напыление быстро развивалось в конце 1970-х - начале 1980-х годов благодаря высокой скорости осаждения покрытых металлических пленок и с тех пор является основной основой плазменного напыления. Осаждение магнетронным распылением также является наиболее широко используемым процессом для осаждения тонких пленок и инженерной обработки поверхности.
Принцип магнетронного распыления
Напыление - это метод формирования плазмы на поверхности материала мишени и бомбардировки поверхности мишени энергетически заряженными частицами в плазме, так что распыленные частицы формируют покрытие на поверхности подложки, т.е. образуется пленка за счет явления напыления. В зависимости от структуры и взаимного расположения электродов и процесса напыления покрытия можно разделить на вторичное напыление постоянным током, третичное (в том числе квадрупольное) напыление, магнетронное напыление, напыление на противоположную мишень и ECR-напыление.
Методы физического осаждения обычно имеют мало ограничений по материалу, который должен быть осажден на подложку, и могут осаждать практически любой материал. Основным физическим процессом плазменного напыления является обмен импульсом между энергичными веществами и атомами внутри катодной мишени. Энергичные материалы обычно представляют собой ионы инертных инертных газов, поскольку они легче ускоряются через катодную оболочку к катодной мишени, чем нейтральные атомы. Напыляемые покрытия обладают многими преимуществами по сравнению с обычными вакуумными покрытиями. Например, адгезия слоя пленки и подложки; удобно производить пленку с высокой температурой плавления; на большой площади непрерывной подложки можно производить равномерный слой пленки; легко контролировать состав пленки, можно производить различные по составу и соотношению сплавы пленки; можно проводить реактивное напыление, производить различные соединения пленки, удобно наносить многослойную пленку; легко индустриализировать производство, легко реализовать непрерывность автоматизации и другие операции. В последние годы технология магнетронного распыления в увеличении ионизации металла, улучшить использование мишени, улучшить скорость осаждения и избежать отравления мишени в реакции распыления и другие аспекты непрерывного развития. Поверхность мишени магнетрона распыляется неравномерно. Вдоль полосы, по которой электроны движутся вдоль линии вращающегося колеса, часть поверхности мишени предпочтительно распыляется ионами, образуя канавки для распыления. Было показано, что размер зерна мишени, микроморфология поверхности и т. д. играют важную роль при изготовлении тонких пленок.
Причины, влияющие на качество пленок, полученных магнетронным напылением
давление напыления
Основное влияние давления воздуха при напылении заключается в энергии распыляемых ионов, а уровень энергии ионов влияет на способность ионов мигрировать и рассеиваться при достижении подложки, что сказывается на удельном сопротивлении, гладкости поверхности и т. д. Кроме того, давление рабочего воздуха влияет на производительность напыления двояко. С одной стороны, оно увеличивает вероятность столкновения электронов с атомами газа Ar, что увеличивает вероятность столкновения ионизированных атомов газа Ar, что увеличивает количество ионизированного газа Ar, тем самым распыляя больше атомов мишени. С другой стороны, это заставляет молекулы бомбардирующего газа часто сталкиваться с атомами мишени, что снижает скорость осаждения атомов на подложку.
мощность напыления
Увеличение мощности напыления позволяет повысить скорость напыления, увеличить плотность пленки и улучшить качество слоя пленки. Однако слишком высокая мощность напыления может привести к увеличению вероятности столкновений атомов и снижению эффективности осаждения.
напряжение смещения
В процессе нанесения покрытия напылением бомбардировка подложки ионами может серьезно повлиять на структуру и морфологию осажденной пленки. Прикладывая соответствующее отрицательное напряжение к подложке, можно как усилить эффект бомбардировки, что приводит к относительно гладкой поверхности пленки, так и уменьшить долю и объем отверстий. Эти свойства являются результатом вызванной ионной бомбардировкой миграции осажденных атомов на поверхности подложки.
температура
На морфологию поверхности пленок, полученных напылением, в первую очередь влияет температура подложки и, в меньшей степени, сцепление между покрытием и подложкой.
Мы предлагаем Услуги по настройке литейного производства с магнетронным напылениемне стесняйтесь оставлять комментарии.
Сопутствующие товары
Связанное чтение
Процесс магнетронного напыления для изготовления платиновых датчиков температуры
Процесс магнетронного напыления для изготовления платиновых датчиков температуры В области современных технологий
Почему стоит выбрать электронно-лучевую технологию вакуумного испарения (EB-PVD)
Почему стоит выбрать электронно-лучевую технологию вакуумного испарения (EB-PVD) Что правда
Углубленный взгляд на различия и соответствующие преимущества просвечивающей и сканирующей электронной микроскопии
В этой статье мы рассмотрим принципы работы, методы визуализации и области применения этих двух типов электронных микроскопов.
