Der dünne Film auf dem beschichteten Target ist eine spezielle Materialform.In der spezifischen Dickenrichtung ist die Skala sehr klein, was eine mikroskopisch messbare Größe darstellt.Darüber hinaus endet die Materialkontinuität aufgrund des Aussehens und der Grenzfläche der Filmdicke, was dazu führt, dass die Filmdaten und die Zieldaten unterschiedliche gemeinsame Eigenschaften haben. Und das Ziel ist hauptsächlich die Verwendung der Magnetron-Sputterbeschichtung, wie der Redakteur von Beijing Richmat uns verständlich machen wird das Prinzip und die Fähigkeiten der Sputterbeschichtung.
一、Prinzip der Sputterbeschichtung
Bei der Sputter-Beschichtung wird das Erscheinungsbild des Ziels durch Ionenbeschuss genutzt. Dabei werden die Atome des Ziels durch ein Phänomen getroffen, das als Sputtern bekannt ist.Die auf der Oberfläche des Substrats abgelagerten Atome werden als Sputterbeschichtung bezeichnet. Im Allgemeinen wird die Gasionisierung durch eine Gasentladung erzeugt, und die positiven Ionen bombardieren das Kathodentarget mit hoher Geschwindigkeit unter der Wirkung eines elektrischen Feldes und schlagen dabei die Atome oder Moleküle des Substrats heraus Kathodentarget und Fliegen zur Oberfläche des Substrats, um in einem Film abgeschieden zu werden. Vereinfacht gesagt verwendet die Sputterbeschichtung eine Niederdruck-Inertgas-Glimmentladung, um Ionen zu erzeugen.
Im Allgemeinen ist die Sputterfilmbeschichtungsanlage mit zwei Elektroden in einer Vakuumentladungskammer ausgestattet, und das Kathodentarget besteht aus Beschichtungsdaten.Die Vakuumkammer ist mit Argongas mit einem Druck von 0,1–10 Pa gefüllt.An der Kathode kommt es unter Einwirkung einer negativen Hochspannung von 1 bis 3 kV Gleichstrom oder einer HF-Spannung von 13,56 MHz zu einer Glimmentladung. Argonionen bombardieren die Targetoberfläche und bewirken, dass sich die gesputterten Targetatome auf dem Substrat ansammeln.
二、Eigenschaften der Sputterbeschichtungsfähigkeiten
1、Schnelle Stapelgeschwindigkeit
Der Unterschied zwischen der Hochgeschwindigkeits-Magnetron-Sputterelektrode und der herkömmlichen zweistufigen Sputterelektrode besteht darin, dass der Magnet unterhalb des Targets angeordnet ist, sodass auf der Oberfläche des Targets ein geschlossenes ungleichmäßiges Magnetfeld entsteht. Die Lorentzkraft auf die Elektronen wirkt zur Mitte hin des heterogenen Magnetfeldes.Durch den Fokussierungseffekt entweichen die Elektronen weniger stark.Das heterogene Magnetfeld umkreist die Targetoberfläche und die im heterogenen Magnetfeld eingefangenen Sekundärelektronen kollidieren wiederholt mit den Gasmolekülen, was die hohe Umwandlungsrate der Gasmoleküle verbessert. Daher verbraucht das Hochgeschwindigkeits-Magnetronsputtern zwar wenig Strom, aber kann eine hohe Beschichtungseffizienz mit idealen Entladungseigenschaften erzielt werden.
2、Die Substrattemperatur ist niedrig
Hochgeschwindigkeits-Magnetronsputtern, auch Niedertemperatursputtern genannt.Der Grund dafür ist, dass das Gerät Entladungen in einem Raum elektromagnetischer Felder nutzt, die direkt zueinander verlaufen.Die Sekundärelektronen, die auf der Außenseite des Targets entstehen, greifen ineinander.Unter der Wirkung eines geraden elektromagnetischen Feldes wird es in der Nähe der Zieloberfläche gebunden und bewegt sich in einer kreisförmigen Rolllinie entlang der Landebahn, wobei es wiederholt gegen die Gasmoleküle stößt, um diese zu ionisieren. Gemeinsam verlieren die Elektronen selbst nach und nach ihre Energie wiederholten Stößen, bis ihre Energie fast vollständig verloren geht, bevor sie von der Oberfläche des Ziels in der Nähe des Substrats entweichen können.Da die Energie der Elektronen so gering ist, steigt die Temperatur des Targets nicht zu stark an.Das reicht aus, um dem Temperaturanstieg des Substrats entgegenzuwirken, der durch den hochenergetischen Elektronenbeschuss eines gewöhnlichen Diodenschusses verursacht wird, der die Kryogenisierung abschließt.
3、Eine breite Palette von Membranstrukturen
Die Struktur dünner Filme, die durch Vakuumverdampfung und Injektionsabscheidung erhalten werden, unterscheidet sich erheblich von der Struktur, die durch Verdünnen von Schüttgütern erhalten wird.Im Gegensatz zu den allgemein existierenden Festkörpern, die in drei Dimensionen als im Wesentlichen gleich strukturiert klassifiziert werden, werden die in der Gasphase abgeschiedenen Filme als heterogene Strukturen klassifiziert. Die dünnen Filme sind säulenförmig und können mit dem Rasterelektronenmikroskop untersucht werden.Das säulenförmige Wachstum des Films wird durch die ursprüngliche konvexe Oberfläche des Substrats und einige Schatten in den hervorstehenden Teilen des Substrats verursacht.Allerdings unterscheiden sich Form und Größe der Säule aufgrund der Substrattemperatur, der Oberflächendispersion der gestapelten Atome, der Einlagerung von Verunreinigungsatomen und des Einfallswinkels der einfallenden Atome relativ zur Substratoberfläche erheblich.Im übermäßigen Temperaturbereich weist der dünne Film eine faserige Struktur mit hoher Dichte auf, die aus feinen säulenförmigen Kristallen besteht, was die einzigartige Struktur des Sputterfilms darstellt.
Sputterdruck und Filmstapelgeschwindigkeit beeinflussen auch die Struktur des Films.Da Gasmoleküle die Streuung von Atomen auf der Oberfläche des Substrats unterdrücken, eignet sich der Effekt eines hohen Sputterdrucks für den Temperaturabfall des Substrats im Modell.Daher können bei hohem Sputterdruck poröse Filme mit feinen Körnern erhalten werden.Dieser Film mit kleiner Körnung eignet sich für Schmierung, Verschleißfestigkeit, Oberflächenhärtung und andere mechanische Anwendungen.
4. Ordnen Sie die Komposition gleichmäßig an
Verbindungen, Mischungen, Legierungen usw., die nur schwer durch Vakuumverdampfung zu beschichten sind, da die Dampfdrücke der Komponenten unterschiedlich sind oder weil sie sich beim Erhitzen unterscheiden. Bei der Sputterbeschichtungsmethode wird die Zieloberfläche Schicht für Schicht Schicht für Schicht aus Atomen hergestellt auf das Substrat, in diesem Sinne ist es eine perfektere Fähigkeit zur Filmherstellung.Bei der industriellen Beschichtungsherstellung durch Sputtern können verschiedenste Materialien eingesetzt werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. April 2022