Onlangs hebben veel gebruikers geïnformeerd naar de voor- en nadelen van de sputtercoatingtechnologie. Volgens de eisen van onze klanten zullen experts van de RSM Technology Department dit nu met ons delen, in de hoop problemen op te lossen.Waarschijnlijk zijn er de volgende punten:
1. Ongebalanceerd magnetronsputteren
Ervan uitgaande dat de magnetische flux die door de binnenste en buitenste magnetische pooluiteinden van de magnetronsputterkathode gaat niet gelijk is, is het een ongebalanceerde magnetronsputterkathode.Het magnetische veld van de gewone magnetronsputterkathode is geconcentreerd nabij het doeloppervlak, terwijl het magnetische veld van de ongebalanceerde magnetronsputterkathode uit het doel straalt.Het magnetische veld van de gewone magnetronkathode beperkt het plasma nabij het doeloppervlak strak, terwijl het plasma nabij het substraat erg zwak is en het substraat niet zal worden gebombardeerd door sterke ionen en elektronen.Het magnetische veld van de magnetronkathode dat niet in evenwicht is, kan het plasma ver weg van het doeloppervlak uitstrekken en het substraat onderdompelen.
2. Radiofrequentie (RF) sputteren
Het principe van het aanbrengen van isolatiefilm: er wordt een negatieve potentiaal aangelegd op de geleider die op de achterkant van het isolatiedoel is geplaatst.Wanneer in het glimontladingsplasma de positieve ionengeleidingsplaat versnelt, bombardeert deze het isolerende doel ervoor om te sputteren.Dit sputteren kan slechts 10-7 seconden duren.Daarna compenseert de positieve potentiaal die wordt gevormd door de positieve lading die is geaccumuleerd op het isolerende doel de negatieve potentiaal op de geleiderplaat, zodat het bombardement van positieve ionen met hoge energie op het isolerende doel wordt gestopt.Als op dit moment de polariteit van de voeding wordt omgekeerd, zullen de elektronen de isolatieplaat bombarderen en de positieve lading op de isolatieplaat binnen 10-9 seconden neutraliseren, waardoor de potentiaal nul wordt.Op dit moment kan het omkeren van de polariteit van de voeding gedurende 10-7 seconden sputteren veroorzaken.
Voordelen van RF-sputteren: zowel metalen doelen als diëlektrische doelen kunnen worden gesputterd.
3. DC-magnetronsputteren
De magnetronsputtercoatingapparatuur verhoogt het magnetische veld in het DC-sputterkathodedoel, gebruikt de Lorentz-kracht van het magnetische veld om het traject van elektronen in het elektrische veld te binden en te verlengen, vergroot de kans op botsingen tussen elektronen en gasatomen, vergroot de ionisatiesnelheid van gasatomen, verhoogt het aantal hoogenergetische ionen dat het doel bombardeert en vermindert het aantal hoogenergetische elektronen dat het geplateerde substraat bombardeert.
Voordelen van planair magnetronsputteren:
1. De doelvermogensdichtheid kan 12w/cm2 bereiken;
2. De doelspanning kan 600V bereiken;
3. De gasdruk kan 0,5pa bereiken.
Nadelen van planair magnetronsputteren: het doel vormt een sputterkanaal in het landingsbaangebied, het etsen van het gehele doeloppervlak is ongelijkmatig en de benuttingsgraad van het doel is slechts 20% - 30%.
4, AC-magnetronsputteren met middenfrequentie
Het verwijst naar het feit dat in de middenfrequente AC-magnetronsputterapparatuur gewoonlijk twee doelen met dezelfde grootte en vorm naast elkaar zijn geconfigureerd, vaak aangeduid als dubbele doelen.Het zijn hangende installaties.Meestal worden twee doelen tegelijkertijd van stroom voorzien.Bij middenfrequent AC-magnetron-reactief sputteren fungeren de twee doelen beurtelings als anode en kathode, en fungeren ze als anode-kathode voor elkaar in dezelfde halve cyclus.Wanneer het doel zich op de negatieve halve cycluspotentiaal bevindt, wordt het doeloppervlak gebombardeerd en gesputterd door positieve ionen;In de positieve halve cyclus worden de elektronen van het plasma versneld naar het doeloppervlak om de positieve lading die zich op het isolerende oppervlak van het doeloppervlak heeft opgehoopt te neutraliseren, wat niet alleen de ontsteking van het doeloppervlak onderdrukt, maar ook het fenomeen van “ anodeverdwijning”.
De voordelen van reactief sputteren met dubbele doelfrequentie op middenfrequentie zijn:
(1) Hoog depositiepercentage.Voor siliciumdoelen is de afzettingssnelheid van reactief sputteren met middenfrequentie tien keer zo hoog als die van reactief sputteren met gelijkstroom;
(2) Het sputterproces kan worden gestabiliseerd op het ingestelde bedrijfspunt;
(3) Het fenomeen “ontsteking” wordt geëlimineerd.De defectdichtheid van de vervaardigde isolatiefilm is verschillende ordes van grootte kleiner dan die van de DC-reactieve sputtermethode;
(4) Een hogere substraattemperatuur is gunstig voor het verbeteren van de kwaliteit en hechting van de film;
(5) Als de voeding gemakkelijker bij het doel past dan de RF-voeding.
5. Reactief magnetronsputteren
Bij het sputterproces wordt het reactiegas toegevoerd om te reageren met de gesputterde deeltjes om samengestelde films te produceren.Het kan reactief gas leveren om tegelijkertijd met het sputterdoel te reageren, en het kan ook reactief gas leveren dat tegelijkertijd met het sputterdoel van metaal of legering reageert om samengestelde films met een gegeven chemische verhouding te bereiden.
Voordelen van reactieve magnetronsputterverbindingsfilms:
(1) De gebruikte doelmaterialen en reactiegassen zijn zuurstof, stikstof, koolwaterstoffen, enz., die gewoonlijk gemakkelijk te verkrijgen producten met een hoge zuiverheid zijn, wat bevorderlijk is voor de bereiding van samengestelde films met een hoge zuiverheid;
(2) Door de procesparameters aan te passen kunnen chemische of niet-chemische samengestelde films worden vervaardigd, zodat de kenmerken van de films kunnen worden aangepast;
(3) De substraattemperatuur is niet hoog en er zijn weinig beperkingen aan het substraat;
(4) Het is geschikt voor uniforme coating over grote oppervlakken en realiseert industriële productie.
Tijdens het reactieve magnetronsputteren kan de instabiliteit van het sputteren van verbindingen gemakkelijk optreden, voornamelijk door:
(1) Het is moeilijk om samengestelde doelen te bereiden;
(2) Het fenomeen van boogontlading (boogontlading) veroorzaakt door doelvergiftiging en de instabiliteit van het sputterproces;
(3) Lage sputterdepositiesnelheid;
(4) De defectdichtheid van de film is hoog.
Posttijd: 21 juli 2022