Technologie magnetronového rozprašování a instalace tenkých vrstev metody cílového paprsku znevýhodňuje video
Technologie a instalace magnetronového rozprašování.
Magnetronové rozprašování je technologie nanášení tenkých vrstev na substrát pomocí katodického rozprašovacího terče v plazmě výboje magnetronové výbojové diody ve zkřížených polích. Depozice kovů a slitin produkovaných v prostředí inertního plynu, typicky argon.
Popis:
Magnetronové naprašování – technologie pro nanášení tenkých vrstev na substrát pomocí katodického rozprašovacího cíle v plazma magnetronového výboje - dioda výboj v překřížených polích. Technologické zařízení určené k implementaci této techniky se nazývá magnetronové rozprašovací systémy nebo, v krátkosti, magnetrony.
Ukládání kovů a slitiny vyrobené v prostředí inertního plynu, typicky argon.
Princip magnetronového rozprašování je založen na tvorbě nad povrchem katodové prstencové plazmy při srážce elektronů s molekulami plynu (nejčastěji argon). Terč magnetronového rozprašovacího zařízení je zdrojem stříkaného materiálu. Kladné ionty vytvořené ve výboji se zrychlují směrem k katodovému cíli, který bombarduje povrch, klepání na částice materiálu.
Těžký iont argonu (černá koule) zrychluje v elektrickém poli a klepá na cílový atom materiálu (červený míč), který dopadl na povrch substrátu, tvořící se na povrchu filmu.
Opuštění cílového povrchu se částice ukládají jako film na substrát, a částečně rozptýlené na molekulách zbytkových plynů nebo usazené na stěnách pracoviště vakuum komora.
Při srážce iontů s povrchem terče dochází k přenosu momentu hybnosti na materiál. Dopadající iont způsobí kolizní kaskádu v materiálu. Po opakovaných srážkách puls dosáhne atomu umístěného na povrchu materiálu, který se oddělí od cíle a dopadne na povrch substrátu. Průměrný počet vyřazených atomů na jednom z dopadajících argonových iontů se nazývá účinnost procesu, což závisí na úhlu dopadu, energie a množství iontů, hmotnost odpařeného materiálu a energie atomu v materiálu. V případě odpařování krystalického materiálu závisí účinnost také na poloze krystalové mřížky.
Pro efektivní ionizaci argonového rozprašovacího materiálu(cílová) je umístěn na magnetu. Výsledkem je emise elektronů rotujících kolem magnetického pole řádky jsou lokalizovány v prostoru a opakovaně se sráží s atomy argonu a mění je na ionty.
Při bombardování cílového povrchu a ionty jsou generovány několika procesy:
- ion(katoda) prskání cílového materiálu,
- emise sekundárních elektronů,
desorpční plyn,
- vady implantace
- rázová vlna
- amorfizace.
Magnetronové rozprašování umožňuje dosáhnout vysoké hustoty iontového proudu, a tedy vysokorychlostní rozstřik při relativně nízkých tlacích kolem 0.1 PA nebo nižší.
Výhody:
povlaky získané touto metodou se vyznačují vysokou rovnoměrností, relativně nízká pórovitost a vysoká úroveň přilnavosti k podkladu,
– možnost nanášení povlaků komplexního složení,
- schopnost nanášet nátěry na velké plochy,
– relativně levný způsob depozice
- nízká teplota podkladu,
– dobrá rovnoměrnost povlaku,
- dobrá manipulace,
– možnost nanášení více vrstev v jednom technologickém cyklu.
aplikace:
- v elektronice: pro nanášení tenkých vrstev, polovodiče, dielektrika, kovy,
- v optice: pro použití vodivé, reflexní, absorpční povlaky,
- strojírenství: pro aplikaci speciálních nátěrů, které zvyšují vlastnosti použitých materiálů,
v lehkém průmyslu: pro získání kovových tkanin.
