Es pot dividir en sputtering de magnetró DC i sputtering de magnetró RF.
El mètode de pulverització de CC requereix que l'objectiu pugui transferir la càrrega positiva obtinguda del procés de bombardeig iònic al càtode en estret contacte amb ell i, a continuació, aquest mètode només pot pulveritzar les dades del conductor, que no és adequat per a les dades d'aïllament, perquè La càrrega iònica a la superfície no es pot neutralitzar quan es bombardeja l'objectiu d'aïllament, la qual cosa comportarà un augment del potencial a la superfície de l'objectiu, i gairebé tota la tensió aplicada s'aplica a l'objectiu, de manera que les possibilitats d'acceleració iònica i La ionització entre els dos pols es reduirà, o fins i tot no es pot ionitzar, provoca un fracàs de la descàrrega contínua, fins i tot la interrupció de la descàrrega i la interrupció de la polsadora. Per tant, s'ha d'utilitzar la pulverització de radiofreqüència (RF) per aïllar objectius o objectius no metàl·lics amb poca conductivitat.
El procés de sputtering implica processos de dispersió complexos i diversos processos de transferència d'energia: en primer lloc, les partícules incidents xoquen elàsticament amb els àtoms objectiu, i part de l'energia cinètica de les partícules incidents es transmetrà als àtoms objectiu. L'energia cinètica d'alguns àtoms objectiu supera la barrera potencial formada per altres àtoms al seu voltant (5-10ev per als metalls), i després són eliminades de la gelosia de la gelosia per produir àtoms fora del lloc, i més col·lisions repetides amb àtoms adjacents. , resultant en una cascada de col·lisió. Quan aquesta cascada de col·lisió arriba a la superfície de l'objectiu, si l'energia cinètica dels àtoms propers a la superfície de l'objectiu és més gran que l'energia d'unió a la superfície (1-6ev per als metalls), aquests àtoms es separaran de la superfície de l'objectiu. i entra al buit.
El recobriment per pulverització és l'habilitat d'utilitzar partícules carregades per bombardejar la superfície de l'objectiu al buit per fer que les partícules bombardejades s'acumulin al substrat. Normalment, s'utilitza una descàrrega brillant de gas inert a baixa pressió per generar ions incidents. L'objectiu del càtode està fet de materials de recobriment, el substrat s'utilitza com a ànode, s'introdueix argó 0,1-10pa o un altre gas inert a la cambra de buit i la descàrrega de resplendor es produeix sota l'acció del càtode (objectiu) 1-3kv DC negatiu alt tensió o tensió de RF de 13,56 MHz. Els ions d'argó ionitzat bombardegen la superfície de l'objectiu, fent que els àtoms objectiu esquitin i s'acumulin al substrat per formar una pel·lícula fina. Actualment, hi ha molts mètodes de sputtering, incloent-hi principalment sputtering secundari, sputtering terciari o quaternari, sputtering de magnetrons, sputtering objectiu, RF sputtering, sputtering biaix, sputtering RF de comunicació asimètrica, sputtering de feix d'ions i sputtering reactiu.
Com que els àtoms esquitxats després d'intercanviar energia cinètica amb ions positius amb desenes d'energia d'electrons volts, els àtoms esquitxats tenen una gran energia, la qual cosa afavoreix la millora de la capacitat de dispersió dels àtoms durant l'apilament, millora la finesa de la disposició d'apilament i la pel·lícula preparada té una forta adherència amb el substrat.
Durant la pulverització, després que el gas estigui ionitzat, els ions de gas volen cap a l'objectiu connectat al càtode sota l'acció del camp elèctric i els electrons volen cap a la cavitat i el substrat de la paret posada a terra. D'aquesta manera, a baixa tensió i baixa pressió, el nombre d'ions és petit i la potència de pulverització de l'objectiu és baixa; A alta tensió i alta pressió, tot i que es poden produir més ions, els electrons que volen cap al substrat tenen una gran energia, cosa que és fàcil d'escalfar el substrat i fins i tot la polverització secundaria, afectant la qualitat de la pel·lícula. A més, també augmenta molt la probabilitat de col·lisió entre els àtoms diana i les molècules de gas en el procés de volar al substrat. Per tant, s'escamparà per tota la cavitat, cosa que no només malgastarà l'objectiu, sinó que també contaminarà cada capa durant la preparació de pel·lícules multicapa.
Per resoldre les deficiències anteriors, la tecnologia de pulverització de magnetron DC es va desenvolupar a la dècada de 1970. Supera eficaçment les deficiències de la baixa taxa de pulverització catòdica i l'augment de la temperatura del substrat causat pels electrons. Per tant, s'ha desenvolupat ràpidament i àmpliament utilitzat.
El principi és el següent: en la polsació de magnetrons, com que els electrons en moviment estan sotmesos a la força de Lorentz en el camp magnètic, la seva òrbita de moviment serà tortuosa o fins i tot moviment en espiral, i el seu recorregut de moviment s'allargarà. Per tant, augmenta el nombre de col·lisions amb molècules de gas de treball, de manera que s'augmenta la densitat del plasma i, aleshores, es millora considerablement la velocitat de pulverització del magnetró, i pot funcionar amb una tensió i pressió més baixes per reduir la tendència a la contaminació de la pel·lícula; D'altra banda, també millora l'energia dels àtoms incidents a la superfície del substrat, de manera que la qualitat de la pel·lícula es pot millorar en gran mesura. Al mateix temps, quan els electrons que perden energia a través de col·lisions múltiples arriben a l'ànode, s'han convertit en electrons de baixa energia i, aleshores, el substrat no es sobreescalfarà. Per tant, la polverització de magnetrons té els avantatges d'"alta velocitat" i "baixa temperatura". L'inconvenient d'aquest mètode és que la pel·lícula aïllant no es pot preparar i el camp magnètic desigual utilitzat a l'elèctrode de magnetró provocarà un gravat desigual evident de l'objectiu, donant lloc a una baixa taxa d'utilització de l'objectiu, que generalment només és del 20% al 30%. %.
Hora de publicació: 16-mai-2022