Fördelar och nackdelar med sputtering beläggningsteknik

Nyligen har många användare frågat om fördelarna och nackdelarna med sputtering beläggningsteknik. Enligt kraven från våra kunder kommer nu experter från RSM Technology Department att dela med oss ​​i hopp om att lösa problem.Det finns förmodligen följande punkter:

　　1、 Obalanserad magnetronförstoftning

Om man antar att det magnetiska flödet som passerar genom de inre och yttre magnetiska poländarna av magnetronförstoftningskatoden inte är lika, är det en obalanserad magnetronförstoftningskatod.Magnetfältet hos den vanliga magnetronförstoftningskatoden är koncentrerat nära målytan, medan magnetfältet hos den obalanserade magnetronförstoftningskatoden strålar ut från målet.Magnetfältet hos den vanliga magnetronkatoden begränsar plasman nära målytan, medan plasman nära substratet är mycket svag, och substratet kommer inte att bombarderas av starka joner och elektroner.Det magnetiska katodfältet i icke-jämvikt kan sträcka ut plasman långt bort från målytan och sänka ner substratet.

　　2、 Radiofrekvens (RF) sputtering

Principen för avsättning av isolerande film: en negativ potential appliceras på ledaren placerad på baksidan av det isolerande målet.I glödurladdningsplasman, när den positiva jonstyrplattan accelererar, bombarderar den det isolerande målet framför den för att sputtera.Denna sputtering kan bara pågå i 10-7 sekunder.Därefter förskjuter den positiva potentialen som bildas av den positiva laddningen som ackumuleras på det isolerande målet den negativa potentialen på ledarplattan, så bombarderingen av högenergipositiva joner på det isolerande målet stoppas.Vid denna tidpunkt, om polariteten på strömförsörjningen är omvänd, kommer elektronerna att bombardera den isolerande plattan och neutralisera den positiva laddningen på den isolerande plattan inom 10-9 sekunder, vilket gör dess potential noll.Vid denna tidpunkt kan omkastning av polariteten på strömförsörjningen orsaka sputtering i 10-7 sekunder.

Fördelar med RF-förstoftning: både metallmål och dielektriska mål kan sputteras.

　　3, DC magnetron sputtering

Utrustningen för beläggning med magnetronförstoftning ökar magnetfältet i DC-förstoftningskatodmålet, använder magnetfältets Lorentzkraft för att binda och förlänga banan för elektroner i det elektriska fältet, ökar risken för kollision mellan elektroner och gasatomer, ökar joniseringshastighet för gasatomer, ökar antalet högenergijoner som bombarderar målet och minskar antalet högenergielektroner som bombarderar det pläterade substratet.

Fördelar med plan magnetronförstoftning:

1. Måleffekttätheten kan nå 12w/cm2;

2. Målspänningen kan nå 600V;

3. Gastrycket kan nå 0,5pa.

Nackdelar med plan magnetronförstoftning: målet bildar en förstoftningskanal i banområdet, etsningen av hela målytan är ojämn och målets utnyttjandegrad är endast 20% - 30%.

　　4、 Mellanfrekvens AC magnetron sputtering

Det hänvisar till att i den medelfrekventa AC-magnetronförstoftningsutrustningen är vanligtvis två mål med samma storlek och form konfigurerade sida vid sida, ofta kallade tvillingmål.De är upphängda installationer.Vanligtvis drivs två mål samtidigt.I processen med medelfrekvent AC-magnetronreaktiv sputtering fungerar de två målen som anod och katod i sin tur, och de fungerar som anodkatod varandra i samma halvcykel.När målet är vid den negativa halvcykelpotentialen bombarderas målytan och sputteras av positiva joner;I den positiva halvcykeln accelereras plasmans elektroner till målytan för att neutralisera den positiva laddningen som ackumuleras på målytans isolerande yta, vilket inte bara undertrycker antändningen av målytan, utan också eliminerar fenomenet " anodförsvinnande”.

Fördelarna med reaktiv sputtering med mellanfrekvens med dubbla mål är:

(1) Hög nedfallshastighet.För kiselmål är avsättningshastigheten för medelfrekvent reaktiv sputtering 10 gånger den för DC-reaktiv sputtering;

(2) Sputtringsprocessen kan stabiliseras vid den inställda arbetspunkten;

(3) Fenomenet "antändning" är eliminerat.Defektdensiteten hos den preparerade isoleringsfilmen är flera storleksordningar mindre än den för DC-reaktiva sputtringsmetoden;

(4) Högre substrattemperatur är fördelaktigt för att förbättra filmens kvalitet och vidhäftning;

(5) Om strömförsörjningen är lättare att matcha målet än RF-strömförsörjningen.

　　5、 Reaktiv magnetronförstoftning

I förstoftningsprocessen matas reaktionsgasen för att reagera med de förstoftade partiklarna för att producera sammansatta filmer.Det kan tillhandahålla reaktiv gas för att reagera med sputtringsföreningsmålet samtidigt, och det kan också tillhandahålla reaktiv gas för att reagera med sputtringsmetall- eller legeringsmålet samtidigt för att framställa sammansatta filmer med ett givet kemiskt förhållande.

Fördelar med filmer med reaktiv magnetronförstoftning:

(1) Målmaterialen och reaktionsgaserna som används är syre, kväve, kolväten, etc., som vanligtvis är lätta att erhålla produkter med hög renhet, vilket bidrar till framställningen av sammansatta filmer med hög renhet;

(2) Genom att justera processparametrarna kan kemiska eller icke-kemiska sammansatta filmer framställas, så att filmernas egenskaper kan justeras;

(3) Substrattemperaturen är inte hög, och det finns få restriktioner för substratet;

(4) Den är lämplig för enhetlig beläggning med stort område och realiserar industriell produktion.

I processen med reaktiv magnetronförstoftning är instabiliteten hos sammansatt sputtering lätt att uppstå, huvudsakligen inklusive:

(1) Det är svårt att framställa sammansatta mål;

(2) Fenomenet med ljusbågeslag (bågarladdning) orsakat av målförgiftning och instabiliteten i sputterprocessen;

(3) Låg sputtringsavsättningshastighet;

(4) Defektdensiteten hos filmen är hög.