Lze jej rozdělit na DC magnetronové naprašování a RF magnetronové naprašování.
Metoda stejnosměrného naprašování vyžaduje, aby terč mohl přenést kladný náboj získaný z procesu bombardování ionty na katodu v těsném kontaktu s ní, a pak tato metoda může pouze rozprášit data vodiče, což není vhodné pro údaje o izolaci, protože iontový náboj na povrchu nemůže být neutralizován při bombardování izolačního terče, což povede ke zvýšení potenciálu na povrchu terče, a téměř veškeré přiložené napětí je aplikováno na terč, takže šance na urychlení iontů a ionizaci mezi terčem dva póly se zmenší, nebo dokonce nemohou být ionizovány. To vede k selhání kontinuálního vybíjení, dokonce k přerušení výboje a přerušení rozprašování.Proto musí být pro izolaci terčů nebo nekovových terčů se špatnou vodivostí použito radiofrekvenční naprašování (RF).
Proces naprašování zahrnuje složité procesy rozptylu a různé procesy přenosu energie: nejprve se dopadající částice elasticky srazí s cílovými atomy a část kinetické energie dopadajících částic se přenese na cílové atomy.Kinetická energie některých cílových atomů přesahuje potenciální bariéru tvořenou ostatními atomy kolem nich (5-10ev pro kovy), a pak jsou vyřazeny z mřížky mřížky, aby produkovaly atomy mimo místo, a další opakované srážky se sousedními atomy , což má za následek kolizní kaskádu.Když tato srážková kaskáda dosáhne povrchu cíle, pokud je kinetická energie atomů v blízkosti povrchu cíle větší než povrchová vazebná energie (1-6ev pro kovy), tyto atomy se oddělí od povrchu cíle. a vstoupit do vakua.
Rozprašovací povlak je dovednost používat nabité částice k bombardování povrchu terče ve vakuu, aby se bombardované částice hromadily na substrátu.Typicky se pro generování dopadajících iontů používá nízkotlaký doutnavý výboj inertního plynu.Katodový terč je vyroben z povlakových materiálů, jako anoda je použit substrát, do vakuové komory je zaveden 0,1-10pa argon nebo jiný inertní plyn a působením katody (terče) vzniká doutnavý výboj 1-3kv DC negativní vysoká napětí nebo 13,56MHz RF napětí.Ionizované ionty argonu bombardují povrch terče, což způsobuje, že atomy terče rozstřikují a hromadí se na substrátu a vytvářejí tenký film.V současné době existuje mnoho metod naprašování, zejména zahrnující sekundární naprašování, terciární nebo kvartérní naprašování, magnetronové naprašování, terčové naprašování, RF naprašování, bias naprašování, asymetrické komunikační RF naprašování, naprašování iontovým paprskem a reaktivní naprašování.
Protože naprašované atomy jsou rozstřikovány po výměně kinetické energie s kladnými ionty s energií desítek elektronvoltů, rozprašované atomy mají vysokou energii, což přispívá ke zlepšení disperzní schopnosti atomů během vrstvení, zlepšení jemnosti vrstvení a vytváření připravená fólie má silnou přilnavost k podkladu.
Během naprašování, po ionizaci plynu, létají plynové ionty působením elektrického pole k terči spojenému s katodou a elektrony létají do uzemněné dutiny stěny a substrátu.Tímto způsobem je při nízkém napětí a nízkém tlaku počet iontů malý a rozprašovací síla terče je nízká;Při vysokém napětí a vysokém tlaku, i když se může vyskytovat více iontů, mají elektrony letící k substrátu vysokou energii, která snadno zahřeje substrát a dokonce i sekundární rozprašování, což ovlivňuje kvalitu filmu.Kromě toho je také značně zvýšena pravděpodobnost kolize mezi cílovými atomy a molekulami plynu v procesu letu k substrátu.Dojde tedy k rozptýlení do celé dutiny, čímž dojde nejen k plýtvání terčem, ale také ke znečištění každé vrstvy při přípravě vícevrstvých filmů.
Za účelem vyřešení výše uvedených nedostatků byla v 70. letech vyvinuta technologie DC magnetronového naprašování.Účinně překonává nedostatky nízké rychlosti rozprašování katody a zvýšení teploty substrátu způsobené elektrony.Proto byl rychle vyvinut a široce používán.
Princip je následující: při magnetronovém rozprašování, protože pohybující se elektrony jsou vystaveny Lorentzově síle v magnetickém poli, bude jejich pohybová dráha klikatá nebo dokonce spirální a dráha jejich pohybu se prodlouží.Proto se zvyšuje počet srážek s molekulami pracovního plynu, takže se zvýší hustota plazmatu a poté se výrazně zlepší rychlost rozprašování magnetronu a může pracovat při nižším rozprašovacím napětí a tlaku, aby se snížila tendence ke znečištění filmu;Na druhou stranu také zlepšuje energii atomů dopadajících na povrch substrátu, takže lze do značné míry zlepšit kvalitu filmu.Současně, když elektrony, které mnohonásobnými srážkami ztrácejí energii, dosáhnou anody, staly se z nich elektrony s nízkou energií a substrát se pak nepřehřívá.Magnetronové naprašování má proto výhody „vysoké rychlosti“ a „nízké teploty“.Nevýhodou této metody je, že nelze připravit izolační film a nerovnoměrné magnetické pole použité v magnetronové elektrodě způsobí zjevné nerovnoměrné leptání terče, což má za následek nízkou míru využití terče, která je obecně pouze 20 % – 30 %.
Čas odeslání: 16. května 2022