Det kan opdeles i DC-magnetronforstøvning og RF-magnetronforstøvning.
DC-forstøvningsmetoden kræver, at målet kan overføre den positive ladning opnået fra ionbombardementprocessen til katoden i tæt kontakt med den, og så kan denne metode kun sputtere lederdataene, hvilket ikke er egnet til isolationsdataene, fordi ionladning på overfladen kan ikke neutraliseres ved bombardering af isoleringsmålet, hvilket vil føre til forøgelse af potentialet på måloverfladen, og næsten al den påførte spænding påføres målet, så chancerne for ionacceleration og ionisering mellem de to poler vil blive reduceret, eller endda kan ikke ioniseres, Det fører til svigt af kontinuerlig udledning, selv udledningsafbrydelse og sputtering afbrydelse. Derfor skal radiofrekvenssputtering (RF) bruges til isolerende mål eller ikke-metalliske mål med dårlig ledningsevne.
Sputteringsprocessen involverer komplekse spredningsprocesser og forskellige energioverførselsprocesser: For det første kolliderer de indfaldende partikler elastisk med målatomerne, og en del af den kinetiske energi af de indfaldende partikler vil blive transmitteret til målatomerne. Den kinetiske energi af nogle målatomer overstiger den potentielle barriere dannet af andre atomer omkring dem (5-10ev for metaller), og derefter slås de ud fra gittergitteret for at producere off-site atomer, og yderligere gentagne kollisioner med tilstødende atomer , hvilket resulterer i en kollisionskaskade. Når denne kollisionskaskade når målets overflade, hvis den kinetiske energi af atomerne tæt på overfladen af målet er større end overfladebindingsenergien (1-6ev for metaller), vil disse atomer adskilles fra overfladen af målet og gå ind i vakuumet.
Sputtering coating er evnen til at bruge ladede partikler til at bombardere overfladen af målet i vakuum for at få de bombarderede partikler til at akkumulere på substratet. Typisk bruges en lavtryks inert gasglødudledning til at generere indfaldende ioner. Katodemålet er lavet af belægningsmaterialer, substratet bruges som anode, 0,1-10pa argon eller anden inert gas indføres i vakuumkammeret, og glødeudladning sker under påvirkning af katode (mål) 1-3kv DC negativ høj spænding eller 13,56MHz RF-spænding. Ioniserede argonioner bombarderer overfladen af målet, hvilket får målatomerne til at sprøjte og akkumulere på substratet for at danne en tynd film. På nuværende tidspunkt er der mange sputteringsmetoder, hovedsageligt inklusive sekundær sputtering, tertiær eller kvaternær sputtering, magnetronforstøvning, målforstøvning, RF sputtering, bias sputtering, asymmetrisk kommunikation RF sputtering, ionstråle sputtering og reaktiv sputtering.
Fordi de sputterede atomer sprøjtes ud efter at have udvekslet kinetisk energi med positive ioner med titusindvis af elektronvolts energi, har de sputterede atomer høj energi, hvilket er befordrende for at forbedre atomernes spredningsevne under stabling, forbedre finheden af stablingsarrangementet og gøre den forberedte film har stærk vedhæftning til underlaget.
Under sputtering, efter at gassen er ioniseret, flyver gasionerne til målet forbundet til katoden under påvirkning af et elektrisk felt, og elektronerne flyver til det jordede væghulrum og substrat. På denne måde, under lav spænding og lavt tryk, er antallet af ioner lille, og målets sputterkraft er lav; Ved høj spænding og højt tryk, selvom flere ioner kan forekomme, har elektronerne, der flyver til substratet, høj energi, som er let at opvarme substratet og endda sekundær sputtering, hvilket påvirker filmkvaliteten. Derudover er sandsynligheden for kollision mellem målatomer og gasmolekyler i processen med at flyve til substratet også stærkt øget. Derfor vil det blive spredt til hele hulrummet, hvilket ikke kun vil spilde målet, men også forurene hvert lag under forberedelsen af flerlagsfilm.
For at løse ovennævnte mangler blev DC-magnetronforstøvningsteknologi udviklet i 1970'erne. Det overvinder effektivt manglerne ved lav katodeforstøvningshastighed og stigningen i substrattemperaturen forårsaget af elektroner. Derfor er det blevet udviklet hurtigt og meget brugt.
Princippet er som følger: ved magnetronforstøvning, fordi de bevægelige elektroner udsættes for Lorentz-kraft i magnetfeltet, vil deres bevægelsesbane være snoet eller endda spiralbevægelse, og deres bevægelsesvej bliver længere. Derfor øges antallet af kollisioner med arbejdsgasmolekyler, så plasmatætheden øges, og derefter forbedres magnetronforstøvningshastigheden betydeligt, og den kan arbejde under lavere sputterspænding og tryk for at reducere tendensen til filmforurening; På den anden side forbedrer det også energien af atomer, der falder ind på overfladen af substratet, så filmens kvalitet kan forbedres i vid udstrækning. Når elektronerne, der taber energi ved flere kollisioner, når anoden, er de samtidig blevet til lavenergielektroner, og så bliver underlaget ikke overophedet. Derfor har magnetronforstøvning fordelene ved "høj hastighed" og "lav temperatur". Ulempen ved denne metode er, at isolatorfilmen ikke kan forberedes, og det ujævne magnetfelt, der anvendes i magnetronelektroden, vil forårsage åbenlys ujævn ætsning af målet, hvilket resulterer i lav udnyttelsesgrad af målet, som generelt kun er 20% - 30 %.
Indlægstid: 16. maj 2022