Dá sa rozdeliť na DC magnetrónové naprašovanie a RF magnetrónové naprašovanie.
Metóda jednosmerného naprašovania vyžaduje, aby terč mohol preniesť kladný náboj získaný z procesu bombardovania iónmi na katódu v tesnom kontakte s ňou, a potom táto metóda môže rozprašovať iba údaje o vodiči, čo nie je vhodné pre údaje o izolácii, pretože iónový náboj na povrchu nemôže byť neutralizovaný pri bombardovaní izolačného terča, čo povedie k zvýšeniu potenciálu na cieľovom povrchu a takmer všetko aplikované napätie je aplikované na cieľ, takže šance na zrýchlenie a ionizáciu iónov medzi terčom dve póly sa zmenšia, alebo sa dokonca nedajú ionizovať, vedie to k poruche kontinuálneho vybíjania, dokonca k prerušeniu výboja a k prerušeniu rozprašovania. Preto sa na izoláciu terčov alebo nekovových terčov so zlou vodivosťou musí použiť rádiofrekvenčné naprašovanie (RF).
Proces naprašovania zahŕňa zložité procesy rozptylu a rôzne procesy prenosu energie: najprv dopadajúce častice pružne narážajú na cieľové atómy a časť kinetickej energie dopadajúcich častíc sa prenesie na cieľové atómy. Kinetická energia niektorých cieľových atómov presahuje potenciálnu bariéru tvorenú inými atómami okolo nich (5-10 ev pre kovy) a potom sú vyradené z mriežkovej mriežky, aby sa vytvorili atómy mimo miesta a ďalšie opakované zrážky so susednými atómami , čo vedie ku kolíznej kaskáde. Keď táto zrážková kaskáda dosiahne povrch cieľa, ak je kinetická energia atómov v blízkosti povrchu cieľa väčšia ako povrchová väzbová energia (1-6ev pre kovy), tieto atómy sa oddelia od povrchu cieľa. a vstúpiť do vákua.
Naprašovanie je schopnosť používať nabité častice na bombardovanie povrchu terča vo vákuu, aby sa bombardované častice hromadili na substráte. Typicky sa na generovanie dopadajúcich iónov používa nízkotlakový žeravý výboj inertného plynu. Katódový terč je vyrobený z povlakových materiálov, ako anóda sa používa substrát, do vákuovej komory sa zavádza 0,1-10pa argón alebo iný inertný plyn a pôsobením katódy (cieľ) dochádza k žeravému výboju 1-3kv DC negatívne vysoké napätie alebo 13,56 MHz RF napätie. Ionizované argónové ióny bombardujú povrch terča, čo spôsobuje, že sa atómy terča rozstrekujú a hromadia sa na substráte za vzniku tenkého filmu. V súčasnosti existuje mnoho metód naprašovania, vrátane sekundárneho naprašovania, terciárneho alebo kvartérneho naprašovania, magnetrónového naprašovania, terčového naprašovania, RF naprašovania, šikmého naprašovania, asymetrického komunikačného RF naprašovania, naprašovania iónovým lúčom a reaktívneho naprašovania.
Pretože naprašované atómy sú rozstrekované po výmene kinetickej energie s kladnými iónmi s energiou desiatok elektrónvoltov, rozprašované atómy majú vysokú energiu, čo prispieva k zlepšeniu disperznej schopnosti atómov počas stohovania, zlepšeniu jemnosti vrstvenia a vytváraniu pripravený film má silnú priľnavosť k podkladu.
Počas naprašovania, po ionizácii plynu, plynové ióny letia do terča pripojeného ku katóde pod pôsobením elektrického poľa a elektróny letia do uzemnenej dutiny steny a substrátu. Týmto spôsobom pri nízkom napätí a nízkom tlaku je počet iónov malý a rozprašovacia sila terča je nízka; Pri vysokom napätí a vysokom tlaku, aj keď sa môže vyskytovať viac iónov, majú elektróny letiace k substrátu vysokú energiu, ktorá ľahko zahreje substrát a dokonca aj sekundárne rozprašovanie, čo ovplyvňuje kvalitu filmu. Okrem toho sa výrazne zvyšuje pravdepodobnosť kolízie medzi cieľovými atómami a molekulami plynu v procese letu k substrátu. Preto bude rozptýlený do celej dutiny, čím sa nielen plytvá terčom, ale aj znečisťuje každú vrstvu pri príprave viacvrstvových fólií.
Na vyriešenie vyššie uvedených nedostatkov bola v 70. rokoch vyvinutá technológia jednosmerného magnetrónového naprašovania. Účinne prekonáva nedostatky nízkej rýchlosti rozprašovania katódy a zvýšenia teploty substrátu spôsobeného elektrónmi. Preto bol rýchlo vyvinutý a široko používaný.
Princíp je nasledovný: pri magnetrónovom naprašovaní, pretože pohybujúce sa elektróny sú vystavené Lorentzovej sile v magnetickom poli, bude ich pohybová dráha kľukatá alebo dokonca špirálovitá a dráha ich pohybu sa predĺži. Preto sa zvyšuje počet kolízií s molekulami pracovného plynu, takže sa zvyšuje hustota plazmy a potom sa výrazne zlepšuje rýchlosť rozprašovania magnetrónu a môže pracovať pri nižšom rozprašovacom napätí a tlaku, aby sa znížila tendencia znečistenia filmu; Na druhej strane tiež zlepšuje energiu atómov dopadajúcich na povrch substrátu, takže kvalita filmu sa môže do značnej miery zlepšiť. Zároveň, keď elektróny, ktoré viacnásobnými zrážkami strácajú energiu, dosiahnu anódu, stali sa z nich nízkoenergetické elektróny a substrát sa potom neprehrieva. Preto má magnetrónové naprašovanie výhody „vysokej rýchlosti“ a „nízkej teploty“. Nevýhodou tejto metódy je, že sa nedá pripraviť izolačný film a nerovnomerné magnetické pole použité v magnetrónovej elektróde spôsobí zjavné nerovnomerné leptanie terča, čo má za následok nízku mieru využitia terča, ktorá je vo všeobecnosti len 20 % – 30 %.
Čas odoslania: 16. mája 2022