Izsmidzināšanas mērķu kategorija, kas sadalīta ar Magnetron izsmidzināšanas tehnoloģiju

To var iedalīt līdzstrāvas magnetronu izsmidzināšanā un RF magnetronu izsmidzināšanā.

Līdzstrāvas izsmidzināšanas metodei ir nepieciešams, lai mērķis var pārnest pozitīvo lādiņu, kas iegūts jonu bombardēšanas procesā uz katodu, kas atrodas ciešā saskarē ar to, un tad šī metode var tikai izsmidzināt vadītāja datus, kas nav piemēroti izolācijas datiem, jo Bombardējot izolācijas mērķi, virsmas jonu lādiņu nevar neitralizēt, kas novedīs pie mērķa virsmas potenciāla palielināšanās, un gandrīz viss pielietotais spriegums tiek pievadīts mērķim, tāpēc jonu izredzes Paātrinājums un jonizācija starp diviem poliem tiks samazināta vai pat nevar tikt jonizēta, tas noved pie nepārtrauktas izlādes neveiksmes, vienmērīgas izlādes pārtraukuma un izsmidzināšanas pārtraukuma. Tāpēc radiofrekvenču izsmidzināšana (RF) jāizmanto, lai izolētu mērķus vai nemetāliskus mērķus ar sliktu vadītspēju.

Izsmidzināšanas process ietver sarežģītus izkliedes procesus un dažādus enerģijas pārneses procesus: pirmkārt, krītošās daļiņas elastīgi saduras ar mērķa atomiem, un daļa no krītošo daļiņu kinētiskās enerģijas tiks pārnesta uz mērķa atomiem. Dažu mērķa atomu kinētiskā enerģija pārsniedz potenciālo barjeru, ko veido citi atomi ap tiem (5-10 ev metāliem), un pēc tam tie tiek izsisti no režģa režģa režģa, lai radītu ārpus vietas atomus, un turpmākas atkārtotas sadursmes ar blakus esošajiem atomiem. , kā rezultātā rodas sadursmes kaskāde. Kad šī sadursmes kaskāde sasniedz mērķa virsmu, ja atomu kinētiskā enerģija tuvu mērķa virsmai ir lielāka par virsmas saistīšanas enerģiju (1-6ev metāliem), šie atomi atdalīsies no mērķa virsmas. un ieejiet vakuumā.

Izsmidzināšanas pārklājums ir prasme izmantot lādētas daļiņas, lai bombardētu mērķa virsmu vakuumā, lai bombardētās daļiņas uzkrātos uz pamatnes. Parasti krītošu jonu ģenerēšanai tiek izmantota zema spiediena inertas gāzes kvēlizlāde. Katoda mērķis ir izgatavots no pārklājuma materiāliem, substrāts tiek izmantots kā anods, vakuuma kamerā tiek ievadīts 0,1-10pa argons vai cita inerta gāze, un svelmes izlāde notiek katoda (mērķa) 1-3kv līdzstrāvas negatīvā augstā iedarbībā. spriegums vai 13,56MHz RF spriegums. Jonizētie argona joni bombardē mērķa virsmu, izraisot mērķa atomu izšļakstīšanos un uzkrāšanos uz substrāta, veidojot plānu plēvi. Pašlaik ir daudz izsmidzināšanas metožu, galvenokārt tostarp sekundārā izputināšana, terciārā vai ceturtdaļējā izputināšana, magnetronu izputināšana, mērķa izputināšana, RF izputināšana, slīpo izputināšana, asimetriskā komunikācija RF izputināšana, jonu staru izputināšana un reaktīvā izputināšana.

Tā kā izsmidzinātie atomi tiek izšļakstīti pēc kinētiskās enerģijas apmaiņas ar pozitīviem joniem ar desmitiem elektronvoltu enerģiju, izsmidzinātajiem atomiem ir augsta enerģija, kas veicina atomu izkliedes spēju sakraušanas laikā, uzlabo kraušanas izkārtojuma smalkumu un veido. sagatavotajai plēvei ir spēcīga saķere ar pamatni.

Izsmidzināšanas laikā pēc gāzes jonizācijas gāzes joni elektriskā lauka iedarbībā lido uz mērķi, kas savienots ar katodu, un elektroni lido uz iezemēto sienas dobumu un substrātu. Šādā veidā zem sprieguma un zema spiediena jonu skaits ir mazs un mērķa izsmidzināšanas jauda ir zema; Pie augsta sprieguma un augsta spiediena, lai gan var rasties vairāk jonu, elektroniem, kas lido uz substrātu, ir liela enerģija, kas ir viegli uzsildīta substrāts un pat sekundāra izsmidzināšana, kas ietekmē plēves kvalitāti. Turklāt ievērojami palielinās arī mērķa atomu un gāzes molekulu sadursmes iespējamība, lidojot uz substrātu. Tāpēc tas tiks izkaisīts pa visu dobumu, kas ne tikai izniekos mērķi, bet arī piesārņos katru slāni daudzslāņu plēvju sagatavošanas laikā.

Lai novērstu iepriekšminētos trūkumus, pagājušā gadsimta 70. gados tika izstrādāta līdzstrāvas magnetrona izsmidzināšanas tehnoloģija. Tas efektīvi novērš trūkumus, kas saistīti ar zemu katoda izsmidzināšanas ātrumu un substrāta temperatūras paaugstināšanos, ko izraisa elektroni. Tāpēc tas ir strauji izstrādāts un plaši izmantots.

Princips ir šāds: magnetronu izsmidzināšanā, jo kustīgie elektroni tiek pakļauti Lorenca spēkam magnētiskajā laukā, to kustības orbīta būs līkumota vai pat spirālveida kustība, un to kustības ceļš kļūs garāks. Tāpēc tiek palielināts sadursmju skaits ar strādājošām gāzes molekulām, tādējādi palielinot plazmas blīvumu, un pēc tam ievērojami uzlabojas magnetrona izsmidzināšanas ātrums, un tas var darboties ar zemāku izsmidzināšanas spriegumu un spiedienu, lai samazinātu plēves piesārņojuma tendenci; No otras puses, tas uzlabo arī uz substrāta virsmas krītošo atomu enerģiju, tāpēc plēves kvalitāti var lielā mērā uzlabot. Tajā pašā laikā, kad elektroni, kas zaudē enerģiju vairāku sadursmju rezultātā, sasniedz anodu, tie ir kļuvuši par zemas enerģijas elektroniem, un tad substrāts nepārkarst. Tāpēc magnetronu izsmidzināšanai ir “liela ātruma” un “zemas temperatūras” priekšrocības. Šīs metodes trūkums ir tāds, ka nevar sagatavot izolatora plēvi, un nevienmērīgais magnētiskais lauks, ko izmanto magnetrona elektrodā, izraisīs acīmredzamu nevienmērīgu mērķa kodināšanu, kā rezultātā mērķa izmantošanas līmenis ir zems, kas parasti ir tikai 20% - 30 %.