DC magnetron püskürtme ve RF magnetron püskürtme olarak ikiye ayrılabilir.
DC püskürtme yöntemi, hedefin iyon bombardımanı işleminden elde edilen pozitif yükü kendisiyle yakın temas halindeki katoda aktarabilmesini gerektirir ve daha sonra bu yöntem yalnızca yalıtım verileri için uygun olmayan iletken verilerini sıçratabilir çünkü Yalıtım hedefinin bombardımanı sırasında yüzeydeki iyon yükü nötralize edilemez, bu da hedef yüzeyindeki potansiyelin artmasına neden olur ve uygulanan voltajın neredeyse tamamı hedefe uygulanır, dolayısıyla iki yüzey arasında iyon hızlanması ve iyonlaşma şansı artar. iki kutupların azalması, hatta iyonlaşamaması, sürekli deşarjın başarısız olmasına, hatta deşarjın kesintiye uğramasına ve sıçratmaların kesintiye uğramasına neden olur. Bu nedenle, hedeflerin ya da zayıf iletkenliğe sahip metalik olmayan hedeflerin yalıtılması için radyo frekansı püskürtme (RF) kullanılmalıdır.
Püskürtme işlemi karmaşık saçılma süreçlerini ve çeşitli enerji aktarım süreçlerini içerir: ilk olarak gelen parçacıklar hedef atomlarla elastik olarak çarpışır ve gelen parçacıkların kinetik enerjisinin bir kısmı hedef atomlara iletilecektir. Bazı hedef atomların kinetik enerjisi, etraflarındaki diğer atomların oluşturduğu potansiyel bariyeri aşar (metaller için 5-10 ev) ve daha sonra bunlar, kafes kafes kafesinden dışarı atılarak saha dışı atomlar üretilir ve komşu atomlarla tekrar tekrar çarpışmalar meydana gelir. , bir çarpışma kademesine neden olur. Bu çarpışma kademesi hedefin yüzeyine ulaştığında, hedefin yüzeyine yakın olan atomların kinetik enerjisi yüzey bağlanma enerjisinden büyükse (metaller için 1-6ev) bu atomlar hedefin yüzeyinden ayrılacaktır. ve boşluğa girin.
Püskürtme kaplama, bombardıman edilen parçacıkların alt tabaka üzerinde birikmesini sağlamak için hedefin yüzeyini vakumda bombardıman etmek üzere yüklü parçacıkları kullanma becerisidir. Tipik olarak, gelen iyonları oluşturmak için düşük basınçlı bir inert gaz kızdırma deşarjı kullanılır. Katot hedefi kaplama malzemelerinden yapılır, alt tabaka anot olarak kullanılır, vakum odasına 0.1-10pa argon veya başka bir inert gaz verilir ve katodun (hedef) 1-3kv DC negatif yüksek etkisi altında kızdırma deşarjı meydana gelir. voltaj veya 13.56MHz RF voltajı. İyonize argon iyonları hedefin yüzeyini bombalayarak hedef atomların sıçramasına ve ince bir film oluşturacak şekilde altlık üzerinde birikmesine neden olur. Şu anda, esas olarak ikincil püskürtme, üçüncül veya dördüncül püskürtme, magnetron püskürtme, hedef püskürtme, RF püskürtme, önyargılı püskürtme, asimetrik iletişim RF püskürtme, iyon ışını püskürtme ve reaktif püskürtme dahil olmak üzere birçok püskürtme yöntemi vardır.
Püskürtülmüş atomlar, onlarca elektron volt enerjili pozitif iyonlarla kinetik enerjiyi değiştirdikten sonra sıçradıklarından, püskürtülmüş atomlar yüksek enerjiye sahiptir; bu, istifleme sırasında atomların dağılma yeteneğini geliştirmeye, istifleme düzenlemesinin inceliğini iyileştirmeye ve daha iyi hale getirmeye yardımcı olur. hazırlanan filmin alt tabakaya güçlü bir yapışma özelliği vardır.
Püskürtme sırasında, gaz iyonize edildikten sonra, gaz iyonları elektrik alanının etkisi altında katoda bağlı hedefe uçar ve elektronlar topraklanmış duvar boşluğuna ve alt tabakaya uçar. Bu sayede düşük voltaj ve düşük basınç altında iyon sayısı az ve hedefin püskürtme gücü düşük olur; Yüksek voltaj ve yüksek basınçta, daha fazla iyon oluşabilmesine rağmen, alt tabakaya uçan elektronlar yüksek enerjiye sahiptir, bu da alt tabakanın ısıtılmasını kolaylaştırır ve hatta ikincil sıçratma, film kalitesini etkiler. Ayrıca alt tabakaya uçma sürecinde hedef atomlar ile gaz molekülleri arasında çarpışma olasılığı da büyük ölçüde artar. Bu nedenle, tüm boşluğa dağılacak ve bu sadece hedefi israf etmekle kalmayacak, aynı zamanda çok katmanlı filmlerin hazırlanması sırasında her katmanı da kirletecektir.
Yukarıdaki eksiklikleri çözmek için 1970'lerde DC magnetron püskürtme teknolojisi geliştirildi. Düşük katot püskürtme hızının ve elektronların neden olduğu substrat sıcaklığının artmasının yarattığı eksikliklerin etkili bir şekilde üstesinden gelir. Bu nedenle hızla geliştirildi ve yaygın olarak kullanıldı.
Prensip şu şekildedir: Magnetron sıçratmada, hareketli elektronlar manyetik alanda Lorentz kuvvetine maruz kaldıkları için hareket yörüngeleri dolambaçlı hatta spiral hareket edecek ve hareket yolları daha uzun olacaktır. Bu nedenle, çalışan gaz molekülleriyle çarpışma sayısı arttırılır, böylece plazma yoğunluğu artar ve ardından magnetron püskürtme hızı büyük ölçüde iyileştirilir ve film kirliliği eğilimini azaltmak için daha düşük püskürtme voltajı ve basıncı altında çalışabilir; Öte yandan, alt tabakanın yüzeyine gelen atomların enerjisini de arttırır, böylece filmin kalitesi büyük ölçüde geliştirilebilir. Aynı zamanda birden fazla çarpışma sonucu enerji kaybeden elektronlar anoda ulaştığında düşük enerjili elektronlar haline gelirler ve bu durumda alt tabaka aşırı ısınmaz. Bu nedenle magnetron püskürtmenin “yüksek hız” ve “düşük sıcaklık” avantajları vardır. Bu yöntemin dezavantajı, yalıtkan filmin hazırlanamaması ve magnetron elektrotta kullanılan eşit olmayan manyetik alanın, hedefin belirgin şekilde eşit olmayan şekilde aşındırılmasına neden olması ve bunun sonucunda hedefin düşük kullanım oranına neden olmasıdır; bu genellikle yalnızca %20 - %30'dur. %.
Gönderim zamanı: Mayıs-16-2022