Einführung und einfaches Verständnis der Vakuumbeschichtung (3)

Sputterbeschichtung Wenn hochenergetische Partikel die feste Oberfläche bombardieren, können die Partikel auf der festen Oberfläche Energie gewinnen und die Oberfläche verlassen, um auf dem Substrat abgeschieden zu werden.Das Sputterphänomen wurde 1870 in der Beschichtungstechnologie eingesetzt und nach 1930 aufgrund der Zunahme der Abscheidungsrate allmählich in der industriellen Produktion eingesetzt.Die üblicherweise verwendete zweipolige Sputterausrüstung ist in Abbildung 3 [Schematisches Diagramm des Zweipol-Sputterns für die Vakuumbeschichtung] dargestellt.Üblicherweise wird das abzuscheidende Material zu einer Platte verarbeitet – einem Target, das auf der Kathode befestigt wird.Das Substrat wird auf der der Targetoberfläche zugewandten Anode wenige Zentimeter vom Target entfernt platziert.Nachdem das System auf Hochvakuum gepumpt wurde, wird es mit 10~1 Pa Gas (normalerweise Argon) gefüllt und eine Spannung von mehreren tausend Volt zwischen Kathode und Anode angelegt und eine Glimmentladung zwischen den beiden Elektroden erzeugt .Die durch die Entladung erzeugten positiven Ionen fliegen unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zur Kathode und kollidieren mit den Atomen auf der Targetoberfläche.Die Targetatome, die aufgrund der Kollision von der Targetoberfläche entweichen, werden als Sputteratome bezeichnet, und ihre Energie liegt im Bereich von 1 bis mehreren zehn Elektronenvolt.Die gesputterten Atome werden auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden, um einen Film zu bilden.Im Gegensatz zur Verdampfungsbeschichtung ist die Sputterbeschichtung nicht durch den Schmelzpunkt des Filmmaterials begrenzt und kann feuerfeste Substanzen wie W, Ta, C, Mo, WC, TiC usw. sputtern. Der Sputterverbindungsfilm kann durch reaktives Sputtern gesputtert werden Verfahren, dh das reaktive Gas (O, N, HS, CH usw.) ist

dem Ar-Gas zugesetzt, und das reaktive Gas und seine Ionen reagieren mit dem Zielatom oder dem gesputterten Atom, um eine Verbindung (wie etwa Oxid-, Stickstoff-Verbindungen usw.) zu bilden und auf dem Substrat abzuscheiden.Zur Abscheidung des Isolierfilms kann ein Hochfrequenz-Sputterverfahren verwendet werden.Das Substrat wird auf der geerdeten Elektrode montiert und das isolierende Target wird auf der gegenüberliegenden Elektrode montiert.Ein Ende der Hochfrequenzstromversorgung ist geerdet, und ein Ende ist über ein Anpassungsnetzwerk und einen DC-Sperrkondensator mit einer Elektrode verbunden, die mit einem isolierenden Target ausgestattet ist.Nach dem Einschalten der Hochfrequenz-Stromversorgung wechselt die Hochfrequenzspannung kontinuierlich ihre Polarität.Die Elektronen und positiven Ionen im Plasma treffen während der positiven Halbwelle bzw. der negativen Halbwelle der Spannung auf das isolierende Target.Da die Elektronenmobilität höher ist als die der positiven Ionen, wird die Oberfläche des isolierenden Targets negativ geladen.Wenn das dynamische Gleichgewicht erreicht ist, befindet sich das Target auf einem negativen Vorspannungspotential, so dass das Sputtern der positiven Ionen auf dem Target fortgesetzt wird.Die Verwendung von Magnetron-Sputtern kann die Abscheidungsrate im Vergleich zu Nicht-Magnetron-Sputtern um nahezu eine Größenordnung erhöhen.


Postzeit: 31. Juli 2021