Výhody a nevýhody technologie naprašování

V poslední době se mnoho uživatelů ptalo na výhody a nevýhody technologie naprašování. Podle požadavků našich zákazníků se s námi nyní podělí odborníci z technologického oddělení RSM v naději, že problémy vyřeší.Pravděpodobně existují následující body:

　　1、 Nevyvážené magnetronové rozprašování

Za předpokladu, že magnetický tok procházející vnitřním a vnějším magnetickým pólem magnetronové naprašovací katody není stejný, jedná se o nevyváženou magnetronovou naprašovací katodu.Magnetické pole běžné magnetronové naprašovací katody je soustředěno blízko povrchu terče, zatímco magnetické pole nevyvážené magnetronové naprašovací katody vyzařuje z terče.Magnetické pole běžné magnetronové katody pevně omezuje plazma v blízkosti cílového povrchu, zatímco plazma v blízkosti substrátu je velmi slabé a substrát nebude bombardován silnými ionty a elektrony.Nerovnovážné magnetické pole magnetronové katody může rozšířit plazma daleko od cílového povrchu a ponořit substrát.

　　2、 Radiofrekvenční (RF) rozprašování

Princip nanášení izolační fólie: na vodič umístěný na zadní straně izolačního terče je přiveden záporný potenciál.V plazmatu doutnavého výboje, když se vodicí deska kladných iontů zrychluje, bombarduje izolační terč před sebou, aby se rozprášil.Toto rozprašování může trvat pouze 10-7 sekund.Poté kladný potenciál vytvořený kladným nábojem nahromaděným na izolačním terči vyrovná záporný potenciál na vodivé desce, takže ostřelování vysokoenergetických kladných iontů na izolačním terči je zastaveno.V tomto okamžiku, pokud je polarita napájecího zdroje obrácena, elektrony bombardují izolační desku a neutralizují kladný náboj na izolační desce během 10-9 sekund, čímž se její potenciál vynuluje.V tomto okamžiku může obrácení polarity napájecího zdroje způsobit rozprašování po dobu 10-7 sekund.

Výhody RF naprašování: naprašovat lze jak kovové terče, tak dielektrické terče.

　　3、 DC magnetronové naprašování

Magnetronové naprašovací zařízení zvyšuje magnetické pole v stejnosměrném naprašovacím katodovém terči, využívá Lorentzovu sílu magnetického pole k navázání a prodloužení trajektorie elektronů v elektrickém poli, zvyšuje možnost srážky mezi elektrony a atomy plynu, zvyšuje rychlost ionizace atomů plynu, zvyšuje počet vysokoenergetických iontů bombardujících cíl a snižuje počet vysokoenergetických elektronů bombardujících pokovený substrát.

Výhody planárního magnetronového naprašování:

1. Cílová hustota výkonu může dosáhnout 12w/cm2;

2. Cílové napětí může dosáhnout 600V;

3. Tlak plynu může dosáhnout 0,5pa.

Nevýhody planárního magnetronového naprašování: terč tvoří v oblasti dráhy naprašovací kanál, leptání celého povrchu terče je nerovnoměrné a míra využití terče je pouze 20 % – 30 %.

　　4、 Střídavé magnetronové naprašování se střední frekvencí

To znamená, že ve středofrekvenčním střídavém magnetronovém naprašovacím zařízení jsou obvykle vedle sebe konfigurovány dva terče stejné velikosti a tvaru, často označované jako dvojité terče.Jsou to zavěšené instalace.Obvykle jsou napájeny dva terče současně.V procesu středofrekvenčního střídavého magnetronového reaktivního rozprašování působí dva terče postupně jako anoda a katoda a vzájemně působí jako anodové katody ve stejném polovičním cyklu.Když je cíl na záporném potenciálu poloviny cyklu, povrch cíle je bombardován a rozprašován kladnými ionty;V kladném půlcyklu jsou elektrony plazmatu urychlovány k povrchu cíle, aby neutralizovaly kladný náboj nahromaděný na izolačním povrchu povrchu cíle, což nejen potlačuje vznícení povrchu cíle, ale také eliminuje jev „ zmizení anody“.

Výhody mezifrekvenčního reaktivního naprašování s dvojitým terčem jsou:

(1) Vysoká depoziční rychlost.U křemíkových terčů je rychlost nanášení středofrekvenčního reaktivního naprašování 10krát vyšší než u stejnosměrného reaktivního naprašování;

(2) Proces naprašování lze stabilizovat v nastaveném pracovním bodě;

(3) Jev „vznícení“ je vyloučen.Hustota defektů připravené izolační fólie je o několik řádů menší než u metody DC reaktivního naprašování;

(4) Vyšší teplota substrátu je prospěšná pro zlepšení kvality a přilnavosti filmu;

(5) Je-li napájení snazší odpovídat cíli než vysokofrekvenční napájení.

　　5、 Reaktivní magnetronové naprašování

Při procesu naprašování je reakční plyn přiváděn, aby reagoval s naprašovanými částicemi za vzniku složených filmů.Může poskytnout reaktivní plyn pro reakci s rozprašovací sloučeninou ve stejnou dobu a může také poskytnout reaktivní plyn pro reakci s rozprašovacím kovem nebo slitinovou elektrodou ve stejnou dobu pro přípravu složených filmů s daným chemickým poměrem.

Výhody reaktivních magnetronových naprašovacích vrstev:

(1) Používanými cílovými materiály a reakčními plyny jsou kyslík, dusík, uhlovodíky atd., ze kterých lze obvykle snadno získat vysoce čisté produkty, což přispívá k přípravě vysoce čistých složených filmů;

(2) Úpravou parametrů procesu lze připravit chemické nebo nechemické složené filmy, takže lze upravit vlastnosti filmů;

(3) Teplota substrátu není vysoká a substrát má několik omezení;

(4) Je vhodný pro velkoplošné rovnoměrné nátěry a realizuje průmyslovou výrobu.

V procesu reaktivního magnetronového naprašování snadno dochází k nestabilitě složeného naprašování, zejména včetně:

(1) Je obtížné připravit složené cíle;

(2) Jev zapálení oblouku (výboj oblouku) způsobený otravou terče a nestabilitou procesu rozprašování;

(3) Nízká rychlost naprašování;

(4) Hustota defektů filmu je vysoká.