Magnetron sputtertechnologie en installatie van dunne films van de target jet-methode nadelen video
Magnetron sputtertechnologie en installatie.
Magnetronsputteren is een technologie waarbij dunne films op een substraat worden afgezet met behulp van de kathodische sputtertrefplaat in plasma van de magnetronontladingsdiode-ontlading in gekruiste velden. Afzetting van metalen en legeringen geproduceerd in de omgeving van inert gas, typisch argon.
Beschrijving:
Magnetron sputteren - technologie voor het afzetten van dunne films op een substraat met behulp van de kathodische sputtertrefplaat in plasma van de magnetronontlading - een diode ontlading in gekruiste velden. Technologisch apparaat dat is ontworpen om deze techniek te implementeren, wordt magnetronsputtersystemen of genoemd, in het kort, de magnetrons.
Afzetting van metalen en legeringen geproduceerd in het inerte gasmilieu, typisch argon.
Het principe van magnetronsputteren is gebaseerd op de vorming boven het oppervlak van het ringvormige plasma van de kathode bij de botsing van elektronen met gasmoleculen (meestal argon). Het doelwit van de magnetronverstuivingsinrichting is de bron van het gespoten materiaal. Positieve ionen die bij de ontlading worden gevormd, worden versneld naar het kathodedoel en bombardeert het oppervlak, kloppen van de deeltjes van het materiaal.
Zwaar argonion (zwarte bal) versnelt in een elektrisch veld en stoten van het doelatoom van het materiaal (rode bal), die op het oppervlak van het substraat zijn beland, vormen op het oppervlak van de film.
Bij het verlaten van het doeloppervlak worden deeltjes afgezet als een film op een substraat, en gedeeltelijk verspreid over moleculen van restgassen of afgezet op de wanden van het werk vacuüm kamer.
Bij de botsing van ionen met het doeloppervlak vindt er een overdracht van impulsmoment plaats op het materiaal. Het invallende ion veroorzaakt een botsingscascade in het materiaal. Na herhaalde botsingen bereikt de puls het atoom dat zich op het oppervlak van het materiaal bevindt, die loskomt van het doel en op het oppervlak van het substraat terechtkomt. Het gemiddelde aantal knock-out atomen op een van de invallende argonionen wordt de efficiëntie genoemd van het proces, die afhangt van de invalshoek, de energie en massa van ionen, massa van het verdampte materiaal en de energie van het atoom in het materiaal. In het geval van verdamping van kristallijn materiaal hangt de efficiëntie ook af van de positie van het kristalrooster.
Voor effectieve ionisatie van argon-sputtermateriaal(doelwit) wordt op de magneet geplaatst. Het resultaat is de emissie van elektronen die rond het magnetische veld roteren lijnen zijn gelokaliseerd in de ruimte en komen herhaaldelijk in botsing met de argonatomen waardoor ze in ionen worden omgezet.
Bij het bombardement op het doeloppervlak en de ionen worden gegenereerd door verschillende processen:
- ion(kathode) sputteren van het doelmateriaal,
- secundaire elektronenemissie,
het desorptiegas,
- implantatiedefecten
- schokgolf
- amorfisatie.
Magnetron sputteren maakt het mogelijk om een hoge ionenstroomdichtheid te verkrijgen, en daardoor spuiten met hoge snelheid bij relatief lage drukken van ongeveer 0.1 PA of lager.
Voordelen:
coatings die met deze methode worden verkregen, worden gekenmerkt door een hoge uniformiteit, relatief lage porositeit en een hoge hechting aan de ondergrond,
- de mogelijkheid om coatings met een complexe samenstelling aan te brengen,
- vermogen om coatings aan te brengen op grote oppervlakken,
- relatief goedkope afzettingsmethode
- lage ondergrondtemperatuur,
- goede uniformiteit van de coating,
- goede wegligging,
- de mogelijkheid om meerdere coatings aan te brengen in één technologische cyclus.
Toepassing:
- in elektronica: voor het afzetten van dunne films, halfgeleiders, diëlektrica, metalen,
- in optica: voor het aanbrengen van geleidend, reflecterend, absorberende coatings,
- machinebouw: voor het aanbrengen van speciale coatings die de eigenschappen van de gebruikte materialen verbeteren,
in de lichte industrie: voor het verkrijgen van metalen weefsels.
