Det kan delas in i DC-magnetronförstoftning och RF-magnetronförstoftning.
DC-förstoftningsmetoden kräver att målet kan överföra den positiva laddningen som erhålls från jonbombningsprocessen till katoden i nära kontakt med den, och då kan denna metod endast sputtera ledardata, vilket inte är lämpligt för isoleringsdata, eftersom jonladdning på ytan kan inte neutraliseras när man bombarderar isoleringsmålet, vilket kommer att leda till en ökning av potentialen på målytan, och nästan all pålagd spänning appliceras på målet, så chansen för jonacceleration och jonisering mellan två poler kommer att reduceras, eller till och med inte kan joniseras, Det leder till fel på kontinuerlig urladdning, till och med urladdningsavbrott och sputtringsavbrott.Därför måste radiofrekvensförstoftning (RF) användas för isolerande mål eller icke-metalliska mål med dålig konduktivitet.
Sputtringsprocessen involverar komplexa spridningsprocesser och olika energiöverföringsprocesser: först kolliderar de infallande partiklarna elastiskt med målatomerna, och en del av den kinetiska energin hos de infallande partiklarna kommer att överföras till målatomerna.Den kinetiska energin för vissa målatomer överstiger den potentiella barriären som bildas av andra atomer runt dem (5-10ev för metaller), och sedan slås de ut från gittergittret för att producera atomer utanför platsen, Och ytterligare upprepade kollisioner med intilliggande atomer , vilket resulterar i en kollisionskaskad.När denna kollisionskaskad når målets yta, om den kinetiska energin för atomerna nära målets yta är större än ytans bindningsenergi (1-6ev för metaller), kommer dessa atomer att separeras från målets yta. och gå in i vakuumet.
Sputtering beläggning är färdigheten att använda laddade partiklar för att bombardera ytan av målet i vakuum för att få de bombarderade partiklarna att ackumuleras på substratet.Typiskt används en lågtrycks inert gasglödurladdning för att generera infallande joner.Katodmålet är tillverkat av beläggningsmaterial, substratet används som anod, 0,1-10pa argon eller annan inert gas införs i vakuumkammaren, och glödurladdning sker under inverkan av katod (mål) 1-3kv DC negativ hög spänning eller 13,56MHz RF-spänning.Joniserade argonjoner bombarderar målets yta, vilket gör att målatomerna stänker och ackumuleras på substratet för att bilda en tunn film.För närvarande finns det många förstoftningsmetoder, huvudsakligen inklusive sekundär förstoftning, tertiär eller kvartär sputtering, magnetronförstoftning, målförstoftning, RF-förstoftning, förspänningsförstoftning, asymmetrisk kommunikation RF-förstoftning, jonstråleförstoftning och reaktiv sputtering.
Eftersom de förstoftade atomerna stänks ut efter att ha utbytt kinetisk energi med positiva joner med tiotals elektronvoltsenergi, har de förstoftade atomerna hög energi, vilket bidrar till att förbättra atomernas dispersionsförmåga under stapling, förbättra finheten i staplingsarrangemanget och göra den förberedda filmen har stark vidhäftning med substratet.
Under sputtering, efter att gasen joniserats, flyger gasjonerna till målet som är anslutet till katoden under inverkan av ett elektriskt fält, och elektronerna flyger till den jordade vägghåligheten och substratet.På detta sätt, under låg spänning och lågt tryck, är antalet joner litet och förstoftningskraften hos målet låg;Vid hög spänning och högt tryck, även om fler joner kan förekomma, har elektronerna som flyger till substratet hög energi, vilket är lätt att värma upp substratet och till och med sekundär sputtering, vilket påverkar filmkvaliteten.Dessutom ökar sannolikheten för kollision mellan målatomer och gasmolekyler i processen att flyga till substratet också avsevärt.Därför kommer det att spridas till hela kaviteten, vilket inte bara kommer att slösa bort målet utan också förorenar varje lager under beredningen av flerskiktsfilmer.
För att lösa ovanstående brister utvecklades DC-magnetronsputtringsteknik på 1970-talet.Det övervinner effektivt bristerna med låg katodförstoftningshastighet och ökningen av substrattemperaturen orsakad av elektroner.Därför har det utvecklats snabbt och används i stor utsträckning.
Principen är följande: vid magnetronförstoftning, eftersom de rörliga elektronerna utsätts för Lorentzkraft i magnetfältet, kommer deras rörelsebana att vara slingrande eller till och med spiralrörelse, och deras rörelsebana kommer att bli längre.Därför ökar antalet kollisioner med arbetsgasmolekyler, så att plasmadensiteten ökas, och då förbättras magnetronförstoftningshastigheten avsevärt, och den kan arbeta under lägre sputterspänning och tryck för att minska tendensen till filmföroreningar;Å andra sidan förbättrar det också energin hos atomer som faller på ytan av substratet, så filmens kvalitet kan förbättras i stor utsträckning.Samtidigt, när elektronerna som förlorar energi genom flera kollisioner når anoden har de blivit lågenergielektroner, och då kommer inte substratet att överhettas.Därför har magnetronförstoftning fördelarna med "hög hastighet" och "låg temperatur".Nackdelen med denna metod är att isolatorfilmen inte kan förberedas, och det ojämna magnetfältet som används i magnetronelektroden kommer att orsaka uppenbar ojämn etsning av målet, vilket resulterar i låg utnyttjandegrad av målet, som i allmänhet bara är 20% - 30 %.
Posttid: 16 maj 2022