Het kan worden onderverdeeld in DC-magnetronsputteren en RF-magnetronsputteren.
De DC-sputtermethode vereist dat het doel de positieve lading die is verkregen uit het ionenbombardementproces kan overbrengen naar de kathode die er nauw mee in contact staat, en vervolgens kan deze methode alleen de geleidergegevens sputteren, wat niet geschikt is voor de isolatiegegevens, omdat de ionenlading op het oppervlak kan niet worden geneutraliseerd bij het bombarderen van het isolatiedoel, wat zal leiden tot een toename van de potentiaal op het doeloppervlak, en bijna alle aangelegde spanning wordt op het doel toegepast, dus de kans op ionenversnelling en ionisatie tussen de twee polen worden verkleind of kunnen zelfs niet worden geïoniseerd. Dit leidt tot het mislukken van de continue ontlading, zelfs tot ontladingsonderbreking en sputteronderbreking.Daarom moet radiofrequentiesputteren (RF) worden gebruikt voor het isoleren van doelen of niet-metalen doelen met een slechte geleidbaarheid.
Het sputterproces omvat complexe verstrooiingsprocessen en verschillende energieoverdrachtsprocessen: ten eerste botsen de invallende deeltjes elastisch met de doelatomen, en een deel van de kinetische energie van de invallende deeltjes zal worden overgedragen naar de doelatomen.De kinetische energie van sommige doelatomen overschrijdt de potentiële barrière gevormd door andere atomen om hen heen (5-10ev voor metalen), en vervolgens worden ze uit het rooster geslagen om atomen buiten de locatie te produceren, en verdere herhaalde botsingen met aangrenzende atomen , resulterend in een botsingscascade.Wanneer deze botsingscascade het oppervlak van het doelwit bereikt en de kinetische energie van de atomen dicht bij het oppervlak van het doelwit groter is dan de bindingsenergie aan het oppervlak (1-6ev voor metalen), zullen deze atomen zich scheiden van het oppervlak van het doelwit en ga het vacuüm in.
Sputtercoaten is de vaardigheid om geladen deeltjes te gebruiken om het oppervlak van het doel in vacuüm te bombarderen, zodat de gebombardeerde deeltjes zich op het substraat ophopen.Meestal wordt een gloeiontlading van inert gas onder lage druk gebruikt om invallende ionen te genereren.Het kathodedoel is gemaakt van coatingmaterialen, het substraat wordt gebruikt als de anode, 0,1-10pa argon of ander inert gas wordt in de vacuümkamer geïntroduceerd en glimontlading vindt plaats onder invloed van de kathode (doel) 1-3kv DC negatief hoog spanning of 13,56 MHz RF-spanning.Geïoniseerde argonionen bombarderen het oppervlak van het doel, waardoor de doelatomen op het substraat spatten en zich ophopen om een dunne film te vormen.Momenteel zijn er veel sputtermethoden, waaronder voornamelijk secundair sputteren, tertiair of quaternair sputteren, magnetronsputteren, doelsputteren, RF-sputteren, bias-sputteren, asymmetrische communicatie RF-sputteren, ionenbundelsputteren en reactief sputteren.
Omdat de gesputterde atomen worden uitgespat na het uitwisselen van kinetische energie met positieve ionen met tientallen elektronenvoltenergie, hebben de gesputterde atomen een hoge energie, wat bevorderlijk is voor het verbeteren van het dispersievermogen van atomen tijdens het stapelen, het verbeteren van de fijnheid van de stapelopstelling en het maken van de voorbereide film heeft een sterke hechting met het substraat.
Tijdens het sputteren, nadat het gas is geïoniseerd, vliegen de gasionen onder invloed van een elektrisch veld naar het doel dat is verbonden met de kathode, en vliegen de elektronen naar de geaarde wandholte en het substraat.Op deze manier is bij lage spanning en lage druk het aantal ionen klein en is het sputtervermogen van het doel laag;Bij hoge spanning en hoge druk hebben de elektronen die naar het substraat vliegen, hoewel er meer ionen kunnen voorkomen, een hoge energie, waardoor het substraat gemakkelijk kan worden verwarmd en zelfs secundair kan worden gesputterd, wat de filmkwaliteit beïnvloedt.Bovendien wordt de kans op botsingen tussen doelatomen en gasmoleculen tijdens het vliegen naar het substraat ook aanzienlijk vergroot.Daarom zal het over de hele holte worden verspreid, wat niet alleen het doel zal verspillen, maar ook elke laag zal vervuilen tijdens de bereiding van meerlaagse films.
Om de bovengenoemde tekortkomingen op te lossen, werd in de jaren zeventig DC-magnetronsputtertechnologie ontwikkeld.Het overwint effectief de tekortkomingen van een lage kathodesputtersnelheid en de verhoging van de substraattemperatuur veroorzaakt door elektronen.Daarom is het snel ontwikkeld en op grote schaal gebruikt.
Het principe is als volgt: bij magnetronsputteren, omdat de bewegende elektronen worden onderworpen aan Lorentz-kracht in het magnetische veld, zal hun bewegingsbaan een kronkelige of zelfs spiraalvormige beweging zijn, en zal hun bewegingspad langer worden.Daarom wordt het aantal botsingen met werkende gasmoleculen verhoogd, zodat de plasmadichtheid wordt verhoogd, en vervolgens de sputtersnelheid van de magnetron aanzienlijk wordt verbeterd, en deze kan werken onder lagere sputterspanning en -druk om de neiging tot filmvervuiling te verminderen;Aan de andere kant verbetert het ook de energie van atomen die op het oppervlak van het substraat invallen, waardoor de kwaliteit van de film in grote mate kan worden verbeterd.Tegelijkertijd, wanneer de elektronen die energie verliezen door meerdere botsingen de anode bereiken, zijn ze energiezuinige elektronen geworden, en dan zal het substraat niet oververhitten.Daarom heeft magnetronsputteren de voordelen van "hoge snelheid" en "lage temperatuur".Het nadeel van deze methode is dat de isolatiefilm niet kan worden voorbereid en dat het ongelijkmatige magnetische veld dat in de magnetronelektrode wordt gebruikt, een duidelijke ongelijkmatige etsing van het doel zal veroorzaken, wat resulteert in een lage benuttingsgraad van het doel, die over het algemeen slechts 20% - 30% bedraagt. %.
Posttijd: 16 mei 2022