In letzter Zeit haben sich viele Anwender nach den Vor- und Nachteilen der Sputterbeschichtungstechnologie erkundigt. Entsprechend den Anforderungen unserer Kunden werden uns nun Experten der RSM-Technologieabteilung mitteilen, in der Hoffnung, Probleme zu lösen.Es gibt wahrscheinlich folgende Punkte:
1、 Unsymmetrisches Magnetronsputtern
Unter der Annahme, dass der magnetische Fluss, der durch die inneren und äußeren magnetischen Polenden der Magnetron-Sputterkathode fließt, nicht gleich ist, handelt es sich um eine unausgeglichene Magnetron-Sputterkathode.Das Magnetfeld der gewöhnlichen Magnetron-Sputterkathode ist in der Nähe der Targetoberfläche konzentriert, während das Magnetfeld der unsymmetrischen Magnetron-Sputterkathode aus dem Target herausstrahlt.Das Magnetfeld der gewöhnlichen Magnetronkathode schränkt das Plasma in der Nähe der Targetoberfläche stark ein, während das Plasma in der Nähe des Substrats sehr schwach ist und das Substrat nicht von starken Ionen und Elektronen bombardiert wird.Das Nichtgleichgewichtsmagnetron-Kathodenmagnetfeld kann das Plasma weit von der Targetoberfläche weg ausdehnen und das Substrat eintauchen.
2、 Hochfrequenzsputtern (RF).
Das Prinzip des Aufbringens eines Isolierfilms: Ein negatives Potenzial wird an den Leiter angelegt, der sich auf der Rückseite des Isolierobjekts befindet.Wenn im Glimmentladungsplasma die positive Ionenführungsplatte beschleunigt wird, bombardiert sie das isolierende Target vor ihr und zerstäubt.Dieses Sputtern kann nur 10-7 Sekunden dauern.Danach gleicht das positive Potenzial, das durch die auf dem isolierenden Ziel angesammelte positive Ladung entsteht, das negative Potenzial auf der Leiterplatte aus, sodass der Beschuss des isolierenden Ziels mit energiereichen positiven Ionen gestoppt wird.Wenn zu diesem Zeitpunkt die Polarität der Stromversorgung umgekehrt wird, bombardieren die Elektronen die Isolierplatte und neutralisieren die positive Ladung auf der Isolierplatte innerhalb von 10-9 Sekunden, wodurch ihr Potenzial auf Null sinkt.Zu diesem Zeitpunkt kann die Umkehrung der Polarität der Stromversorgung zu Sputtern für 10-7 Sekunden führen.
Vorteile des HF-Sputterns: Es können sowohl Metalltargets als auch dielektrische Targets gesputtert werden.
3、 DC-Magnetron-Sputtern
Die Magnetron-Sputter-Beschichtungsausrüstung erhöht das Magnetfeld im DC-Sputter-Kathodentarget, nutzt die Lorentz-Kraft des Magnetfelds, um die Flugbahn von Elektronen im elektrischen Feld zu binden und zu verlängern, erhöht die Wahrscheinlichkeit einer Kollision zwischen Elektronen und Gasatomen und erhöht die Die Ionisierungsrate von Gasatomen erhöht die Anzahl der hochenergetischen Ionen, die das Ziel bombardieren, und verringert die Anzahl der hochenergetischen Elektronen, die das beschichtete Substrat bombardieren.
Vorteile des planaren Magnetronsputterns:
1. Die Zielleistungsdichte kann 12 W/cm2 erreichen;
2. Die Zielspannung kann 600 V erreichen;
3. Der Gasdruck kann 0,5 Pa erreichen.
Nachteile des planaren Magnetronsputterns: Das Target bildet im Landebahnbereich einen Sputterkanal, die Ätzung der gesamten Targetoberfläche ist ungleichmäßig und der Ausnutzungsgrad des Targets beträgt nur 20–30 %.
4、 Mittelfrequenz-Wechselstrom-Magnetronsputtern
Es bezieht sich darauf, dass in der Mittelfrequenz-Wechselstrom-Magnetron-Sputteranlage normalerweise zwei Targets mit der gleichen Größe und Form nebeneinander angeordnet sind, die oft als Zwillingstargets bezeichnet werden.Es handelt sich um hängende Installationen.Normalerweise werden zwei Ziele gleichzeitig mit Strom versorgt.Beim Mittelfrequenz-Wechselstrom-Magnetron-Reaktivsputtern fungieren die beiden Targets abwechselnd als Anode und Kathode und im selben Halbzyklus gegenseitig als Anoden-Kathode.Wenn sich das Target auf dem negativen Halbzykluspotential befindet, wird die Targetoberfläche von positiven Ionen bombardiert und zerstäubt;Im positiven Halbzyklus werden die Elektronen des Plasmas zur Zieloberfläche beschleunigt, um die auf der isolierenden Oberfläche der Zieloberfläche angesammelte positive Ladung zu neutralisieren, was nicht nur die Entzündung der Zieloberfläche unterdrückt, sondern auch das Phänomen „“ beseitigt. Anodenverschwinden“.
Die Vorteile des reaktiven Zwischenfrequenz-Doppeltargetsputterns sind:
(1) Hohe Abscheidungsrate.Bei Siliziumtargets ist die Abscheidungsrate beim reaktiven Sputtern bei mittlerer Frequenz zehnmal so hoch wie beim reaktiven Sputtern bei Gleichstrom.
(2) Der Sputterprozess kann am eingestellten Betriebspunkt stabilisiert werden;
(3) Das Phänomen der „Zündung“ wird beseitigt.Die Defektdichte des vorbereiteten Isolierfilms ist um mehrere Größenordnungen geringer als die des DC-reaktiven Sputterverfahrens;
(4) Eine höhere Substrattemperatur verbessert die Qualität und Haftung des Films.
(5) Wenn die Stromversorgung einfacher zum Ziel passt als die HF-Stromversorgung.
5、 Reaktives Magnetronsputtern
Beim Sputterprozess wird das Reaktionsgas zugeführt, um mit den gesputterten Partikeln zu reagieren und Verbundfilme zu erzeugen.Es kann reaktives Gas bereitstellen, um gleichzeitig mit dem Sputterverbindungs-Target zu reagieren, und es kann auch reaktives Gas bereitstellen, um gleichzeitig mit dem Sputter-Metall- oder Legierungs-Target zu reagieren, um Verbindungsfilme mit einem bestimmten chemischen Verhältnis herzustellen.
Vorteile reaktiver Magnetron-Sputter-Verbundfilme:
(1) Die verwendeten Zielmaterialien und Reaktionsgase sind Sauerstoff, Stickstoff, Kohlenwasserstoffe usw., die normalerweise leicht zu hochreinen Produkten erhältlich sind, was der Herstellung hochreiner Verbundfilme förderlich ist;
(2) Durch Anpassen der Prozessparameter können Filme aus chemischen oder nichtchemischen Verbindungen hergestellt werden, sodass die Eigenschaften der Filme angepasst werden können.
(3) Die Substrattemperatur ist nicht hoch und es gibt nur wenige Einschränkungen für das Substrat.
(4) Es eignet sich für großflächige, gleichmäßige Beschichtungen und ermöglicht eine industrielle Produktion.
Beim reaktiven Magnetronsputtern kann es leicht zu Instabilitäten beim Verbundsputtern kommen, die hauptsächlich Folgendes umfassen:
(1) Es ist schwierig, zusammengesetzte Ziele herzustellen;
(2) Das Phänomen des Lichtbogenzündens (Bogenentladung), das durch eine Targetvergiftung und die Instabilität des Sputterprozesses verursacht wird;
(3) Niedrige Sputter-Abscheidungsrate;
(4) Die Defektdichte des Films ist hoch.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 21.07.2022