Lze jej rozdělit na DC magnetronové naprašování a RF magnetronové naprašování.
Metoda stejnosměrného naprašování vyžaduje, aby terč mohl přenést kladný náboj získaný z procesu bombardování ionty na katodu v těsném kontaktu s ní, a pak tato metoda může pouze rozprášit data vodiče, což není vhodné pro údaje o izolaci, protože iontový náboj na povrchu nemůže být neutralizován při bombardování izolačního terče, což povede ke zvýšení potenciálu na povrchu terče, a téměř veškeré přiložené napětí je aplikováno na terč, takže šance na urychlení iontů a ionizaci mezi terčem dva póly budou zmenšeny, nebo dokonce nemohou být ionizovány, Vede to k selhání kontinuálního vybíjení, dokonce k přerušení výboje a přerušení rozprašování. Proto musí být pro izolaci terčů nebo nekovových terčů se špatnou vodivostí použito radiofrekvenční naprašování (RF).
Proces naprašování zahrnuje složité procesy rozptylu a různé procesy přenosu energie: nejprve se dopadající částice elasticky srazí s cílovými atomy a část kinetické energie dopadajících částic se přenese na cílové atomy. Kinetická energie některých cílových atomů přesahuje potenciální bariéru tvořenou ostatními atomy kolem nich (5-10ev pro kovy), a pak jsou vyřazeny z mřížky mřížky, aby produkovaly atomy mimo místo, a další opakované srážky se sousedními atomy , což má za následek kolizní kaskádu. Když tato srážková kaskáda dosáhne povrchu cíle, pokud je kinetická energie atomů v blízkosti povrchu cíle větší než povrchová vazebná energie (1-6ev pro kovy), tyto atomy se oddělí od povrchu cíle. a vstoupit do vakua.
Rozprašovací povlak je dovednost používat nabité částice k bombardování povrchu terče ve vakuu, aby se ostřelované částice hromadily na substrátu. Typicky se pro generování dopadajících iontů používá nízkotlaký doutnavý výboj inertního plynu. Katodový terč je vyroben z povlakových materiálů, jako anoda je použit substrát, do vakuové komory je zaveden 0,1-10pa argon nebo jiný inertní plyn a působením katody (terče) vzniká doutnavý výboj 1-3kv DC negativní vysoká napětí nebo 13,56MHz RF napětí. Ionizované ionty argonu bombardují povrch terče, což způsobuje, že atomy terče rozstřikují a hromadí se na substrátu a vytvářejí tenký film. V současné době existuje mnoho metod naprašování, zejména zahrnující sekundární naprašování, terciární nebo kvartérní naprašování, magnetronové naprašování, terčové naprašování, RF naprašování, bias naprašování, asymetrické komunikační RF naprašování, naprašování iontovým paprskem a reaktivní naprašování.
Protože naprašované atomy jsou rozstřikovány po výměně kinetické energie s kladnými ionty s energií desítek elektronvoltů, rozprašované atomy mají vysokou energii, což přispívá ke zlepšení disperzní schopnosti atomů během vrstvení, zlepšení jemnosti vrstvení a vytváření připravená fólie má silnou přilnavost k podkladu.
Během naprašování, po ionizaci plynu, létají plynové ionty působením elektrického pole k terči spojenému s katodou a elektrony létají do uzemněné dutiny stěny a substrátu. Tímto způsobem je při nízkém napětí a nízkém tlaku počet iontů malý a rozprašovací síla terče je nízká; Při vysokém napětí a vysokém tlaku, i když se může vyskytovat více iontů, mají elektrony letící k substrátu vysokou energii, která snadno zahřeje substrát a dokonce i sekundární rozprašování, což ovlivňuje kvalitu filmu. Kromě toho je také značně zvýšena pravděpodobnost kolize mezi cílovými atomy a molekulami plynu v procesu letu k substrátu. Dojde tedy k rozptýlení do celé dutiny, čímž dojde nejen k plýtvání terčem, ale také ke znečištění každé vrstvy při přípravě vícevrstvých filmů.
Za účelem vyřešení výše uvedených nedostatků byla v 70. letech vyvinuta technologie DC magnetronového naprašování. Účinně překonává nedostatky nízké rychlosti rozprašování katody a zvýšení teploty substrátu způsobené elektrony. Proto byl rychle vyvinut a široce používán.
Princip je následující: při magnetronovém naprašování, protože pohybující se elektrony jsou vystaveny Lorentzově síle v magnetickém poli, bude jejich pohybová dráha klikatá nebo dokonce spirální a dráha jejich pohybu se prodlouží. Proto se zvyšuje počet srážek s molekulami pracovního plynu, takže se zvýší hustota plazmatu a poté se výrazně zlepší rychlost rozprašování magnetronu a může pracovat při nižším rozprašovacím napětí a tlaku, aby se snížila tendence ke znečištění filmu; Na druhou stranu také zlepšuje energii atomů dopadajících na povrch substrátu, takže kvalitu filmu lze do značné míry zlepšit. Zároveň, když elektrony, které mnohonásobnými srážkami ztrácejí energii, dosáhnou anody, staly se z nich elektrony s nízkou energií a substrát se pak nepřehřívá. Magnetronové naprašování má proto výhody „vysoké rychlosti“ a „nízké teploty“. Nevýhodou této metody je, že nelze připravit izolační film a nerovnoměrné magnetické pole použité v magnetronové elektrodě způsobí zjevné nerovnoměrné leptání terče, což má za následek nízkou míru využití terče, která je obecně pouze 20 % – 30 %.
Čas odeslání: 16. května 2022