மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் தொழில்நுட்பத்தால் பிரிக்கப்பட்ட ஸ்பட்டரிங் இலக்குகள் வகை

இது DC magnetron sputtering மற்றும் RF magnetron sputtering என பிரிக்கலாம்.

DC sputtering முறைக்கு இலக்கு அயன் குண்டுவீச்சு செயல்முறையிலிருந்து பெறப்பட்ட நேர்மறை மின்னூட்டத்தை அதனுடன் நெருங்கிய தொடர்பில் கேத்தோடிற்கு மாற்ற முடியும், பின்னர் இந்த முறையானது கடத்தி தரவை மட்டுமே தெளிக்க முடியும், இது காப்புத் தரவுகளுக்குப் பொருந்தாது, ஏனெனில் காப்பு இலக்கை குண்டுவீசும்போது மேற்பரப்பில் உள்ள அயனி மின்னூட்டத்தை நடுநிலையாக்க முடியாது, இது இலக்கு மேற்பரப்பில் சாத்தியமான அதிகரிப்புக்கு வழிவகுக்கும், மேலும் கிட்டத்தட்ட அனைத்து பயன்படுத்தப்பட்ட மின்னழுத்தமும் இலக்கில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, எனவே இரண்டு துருவங்களுக்கிடையில் அயனி முடுக்கம் மற்றும் அயனியாக்கம் ஆகியவற்றின் வாய்ப்புகள் குறைக்கப்படும், அல்லது அயனியாக்கம் செய்ய முடியாது, இது தொடர்ச்சியான வெளியேற்றத்தின் தோல்விக்கு வழிவகுக்கிறது, வெளியேற்ற குறுக்கீடு மற்றும் ஸ்பட்டரிங் குறுக்கீடு கூட. எனவே, ரேடியோ அதிர்வெண் ஸ்பட்டரிங் (RF) இன்சுலேடிங் இலக்குகள் அல்லது குறைந்த கடத்துத்திறன் கொண்ட உலோகம் அல்லாத இலக்குகளை பயன்படுத்த வேண்டும்.

ஸ்பட்டரிங் செயல்முறை சிக்கலான சிதறல் செயல்முறைகள் மற்றும் பல்வேறு ஆற்றல் பரிமாற்ற செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது: முதலில், சம்பவத் துகள்கள் இலக்கு அணுக்களுடன் மீள் மோதலில் ஈடுபடுகின்றன, மேலும் சம்பவத் துகள்களின் இயக்க ஆற்றலின் ஒரு பகுதி இலக்கு அணுக்களுக்கு அனுப்பப்படும். சில இலக்கு அணுக்களின் இயக்க ஆற்றல், அவற்றைச் சுற்றியுள்ள மற்ற அணுக்களால் (உலோகங்களுக்கு 5-10ev) உருவாக்கப்படும் சாத்தியமான தடையை மீறுகிறது, பின்னர் அவை ஆஃப்-சைட் அணுக்களை உருவாக்குவதற்கு லட்டு லட்டு லேட்டிஸிலிருந்து வெளியேற்றப்படுகின்றன, மேலும் அடுத்தடுத்த அணுக்களுடன் மீண்டும் மீண்டும் மோதல்கள். , மோதல் அடுக்கை விளைவிக்கிறது. இந்த மோதல் அடுக்கை இலக்கின் மேற்பரப்பை அடையும் போது, ​​இலக்கின் மேற்பரப்பிற்கு அருகில் உள்ள அணுக்களின் இயக்க ஆற்றல் மேற்பரப்பு பிணைப்பு ஆற்றலை விட அதிகமாக இருந்தால் (உலோகங்களுக்கு 1-6ev), இந்த அணுக்கள் இலக்கின் மேற்பரப்பில் இருந்து பிரிக்கப்படும். மற்றும் வெற்றிடத்தை உள்ளிடவும்.

ஸ்பட்டரிங் பூச்சு என்பது சார்ஜ் செய்யப்பட்ட துகள்களைப் பயன்படுத்தி வெற்றிடத்தில் இலக்கின் மேற்பரப்பை குண்டுவீசி தாக்கும் திறன் ஆகும். பொதுவாக, குறைந்த அழுத்த மந்த வாயு பளபளப்பு வெளியேற்றம் சம்பவ அயனிகளை உருவாக்க பயன்படுகிறது. கேத்தோடு இலக்கு பூச்சுப் பொருட்களால் ஆனது, அடி மூலக்கூறு அனோடாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது, 0.1-10pa ஆர்கான் அல்லது பிற மந்த வாயு வெற்றிட அறைக்குள் அறிமுகப்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் கேத்தோட் (இலக்கு) 1-3kv DC எதிர்மறை உயர்வின் செயல்பாட்டின் கீழ் பளபளப்பு வெளியேற்றம் ஏற்படுகிறது. மின்னழுத்தம் அல்லது 13.56MHz RF மின்னழுத்தம். அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட ஆர்கான் அயனிகள் இலக்கின் மேற்பரப்பில் குண்டுகளை வீசுகின்றன, இதனால் இலக்கு அணுக்கள் தெறித்து, அடி மூலக்கூறில் குவிந்து மெல்லிய படலத்தை உருவாக்குகின்றன. தற்போது, ​​முக்கியமாக இரண்டாம் நிலை ஸ்பட்டரிங், மூன்றாம் நிலை அல்லது குவாட்டர்னரி ஸ்பட்டரிங், மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங், டார்கெட் ஸ்பட்டரிங், ஆர்எஃப் ஸ்பட்டரிங், பயாஸ் ஸ்பட்டரிங், சமச்சீரற்ற தொடர்பு RF ஸ்பட்டரிங், அயன் பீம் ஸ்பட்டரிங் மற்றும் ரியாக்டிவ் ஸ்பட்டரிங் உள்ளிட்ட பல ஸ்பட்டரிங் முறைகள் உள்ளன.

பல்லாயிரக்கணக்கான எலக்ட்ரான் வோல்ட் ஆற்றலுடன் நேர்மறை அயனிகளுடன் இயக்க ஆற்றலைப் பரிமாறிய பிறகு சிதறிய அணுக்கள் தெறிக்கப்படுவதால், சிதறிய அணுக்கள் அதிக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன, இது அடுக்கி வைக்கும் போது அணுக்களின் சிதறல் திறனை மேம்படுத்துவதற்கும், அடுக்கி வைக்கும் ஏற்பாட்டின் நுணுக்கத்தை மேம்படுத்துவதற்கும் உதவுகிறது. தயாரிக்கப்பட்ட படம் அடி மூலக்கூறுடன் வலுவான ஒட்டுதலைக் கொண்டுள்ளது.

ஸ்பட்டரிங் போது, ​​வாயு அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட பிறகு, வாயு அயனிகள் மின்சார புலத்தின் செயல்பாட்டின் கீழ் கேத்தோடுடன் இணைக்கப்பட்ட இலக்கை நோக்கி பறக்கின்றன, மேலும் எலக்ட்ரான்கள் அடித்தள சுவர் குழி மற்றும் அடி மூலக்கூறுக்கு பறக்கின்றன. இந்த வழியில், குறைந்த மின்னழுத்தம் மற்றும் குறைந்த அழுத்தத்தின் கீழ், அயனிகளின் எண்ணிக்கை சிறியது மற்றும் இலக்கின் sputtering சக்தி குறைவாக உள்ளது; அதிக மின்னழுத்தம் மற்றும் உயர் அழுத்தத்தில், அதிக அயனிகள் ஏற்படக்கூடும் என்றாலும், அடி மூலக்கூறுக்கு பறக்கும் எலக்ட்ரான்கள் அதிக ஆற்றலைக் கொண்டிருக்கின்றன, இது அடி மூலக்கூறை வெப்பப்படுத்த எளிதானது மற்றும் இரண்டாம் நிலை ஸ்பட்டரிங் கூட, படத்தின் தரத்தை பாதிக்கிறது. கூடுதலாக, அடி மூலக்கூறுக்கு பறக்கும் செயல்பாட்டில் இலக்கு அணுக்கள் மற்றும் வாயு மூலக்கூறுகளுக்கு இடையே மோதலின் நிகழ்தகவு பெரிதும் அதிகரிக்கிறது. எனவே, இது முழு குழிவிற்கும் சிதறடிக்கப்படும், இது இலக்கை வீணாக்குவது மட்டுமல்லாமல், பல அடுக்கு படங்களின் தயாரிப்பின் போது ஒவ்வொரு அடுக்கையும் மாசுபடுத்தும்.

மேற்கூறிய குறைபாடுகளை தீர்க்கும் வகையில், 1970களில் DC magnetron sputtering தொழில்நுட்பம் உருவாக்கப்பட்டது. குறைந்த கத்தோட் ஸ்பட்டரிங் வீதம் மற்றும் எலக்ட்ரான்களால் ஏற்படும் அடி மூலக்கூறு வெப்பநிலை அதிகரிப்பு ஆகியவற்றின் குறைபாடுகளை இது திறம்பட சமாளிக்கிறது. எனவே, இது வேகமாக உருவாக்கப்பட்டது மற்றும் பரவலாக பயன்படுத்தப்படுகிறது.

கொள்கை பின்வருமாறு: காந்தப்புலத்தில் நகரும் எலக்ட்ரான்கள் லோரென்ட்ஸ் விசைக்கு உட்படுத்தப்படுவதால், மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங்கில், அவற்றின் இயக்க சுற்றுப்பாதை சுழல் அல்லது சுழல் இயக்கமாக இருக்கும், மேலும் அவற்றின் இயக்க பாதை நீண்டதாக இருக்கும். எனவே, வேலை செய்யும் வாயு மூலக்கூறுகளுடன் மோதல்களின் எண்ணிக்கை அதிகரிக்கிறது, அதனால் பிளாஸ்மா அடர்த்தி அதிகரிக்கிறது, பின்னர் மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் வீதம் பெரிதும் மேம்படுத்தப்படுகிறது, மேலும் இது குறைந்த ஸ்பட்டரிங் மின்னழுத்தம் மற்றும் அழுத்தத்தின் கீழ் வேலை செய்யும், இது பட மாசுபாட்டின் போக்கைக் குறைக்கும்; மறுபுறம், இது அடி மூலக்கூறின் மேற்பரப்பில் அணுக்களின் ஆற்றலை மேம்படுத்துகிறது, எனவே படத்தின் தரத்தை அதிக அளவில் மேம்படுத்த முடியும். அதே நேரத்தில், பல மோதல்களால் ஆற்றலை இழக்கும் எலக்ட்ரான்கள் எதிர்முனையை அடையும் போது, ​​அவை குறைந்த ஆற்றல் கொண்ட எலக்ட்ரான்களாக மாறிவிட்டன, பின்னர் அடி மூலக்கூறு அதிக வெப்பமடையாது. எனவே, மேக்னட்ரான் ஸ்பட்டரிங் "அதிக வேகம்" மற்றும் "குறைந்த வெப்பநிலை" ஆகியவற்றின் நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளது. இந்த முறையின் தீமை என்னவென்றால், இன்சுலேட்டர் ஃபிலிம் தயாரிக்க முடியாது, மேலும் மேக்னட்ரான் மின்முனையில் பயன்படுத்தப்படும் சீரற்ற காந்தப்புலம் இலக்கின் வெளிப்படையான சீரற்ற பொறிப்பை ஏற்படுத்தும், இதன் விளைவாக இலக்கின் குறைந்த பயன்பாட்டு விகிதம் பொதுவாக 20% - 30 ஆகும். %