Den kan deles inn i DC-magnetronforstøvning og RF-magnetronforstøvning.
DC-forstøvningsmetoden krever at målet kan overføre den positive ladningen oppnådd fra ionebombardementsprosessen til katoden i nær kontakt med den, og da kan denne metoden bare sputtere lederdataene, som ikke er egnet for isolasjonsdataene, fordi ioneladning på overflaten kan ikke nøytraliseres når du bombarderer isolasjonsmålet, noe som vil føre til økning av potensialet på måloverflaten, og nesten all påført spenning påføres målet, slik at sjansene for ioneakselerasjon og ionisering mellom to poler vil bli redusert, eller til og med ikke kan ioniseres, Det fører til svikt i kontinuerlig utladning, selv utladningsavbrudd og sputtering avbrudd.Derfor må radiofrekvenssputtering (RF) brukes for isolerende mål eller ikke-metalliske mål med dårlig ledningsevne.
Sputteringsprosessen involverer komplekse spredningsprosesser og ulike energioverføringsprosesser: For det første kolliderer de innfallende partiklene elastisk med målatomene, og en del av kinetisk energi til de innfallende partiklene vil bli overført til målatomene.Den kinetiske energien til noen målatomer overstiger den potensielle barrieren som dannes av andre atomer rundt dem (5-10ev for metaller), og deretter blir de slått ut fra gittergitteret for å produsere atomer utenfor stedet, og ytterligere gjentatte kollisjoner med tilstøtende atomer , noe som resulterer i en kollisjonskaskade.Når denne kollisjonskaskaden når overflaten av målet, hvis den kinetiske energien til atomene nær overflaten av målet er større enn overflatebindingsenergien (1-6ev for metaller), vil disse atomene skille seg fra overflaten til målet. og gå inn i vakuumet.
Sputtering belegg er ferdigheten til å bruke ladede partikler for å bombardere overflaten av målet i vakuum for å få de bombarderte partiklene til å samle seg på underlaget.Vanligvis brukes en lavtrykks inertgassglødutladning for å generere innfallende ioner.Katodemålet er laget av beleggmaterialer, substratet brukes som anode, 0,1-10pa argon eller annen inert gass innføres i vakuumkammeret, og glødeutladning skjer under påvirkning av katode (mål) 1-3kv DC negativ høy spenning eller 13,56MHz RF-spenning.Ioniserte argonioner bombarderer overflaten av målet, og får målatomene til å sprute og samle seg på underlaget for å danne en tynn film.For tiden er det mange sputteringsmetoder, hovedsakelig inkludert sekundær sputtering, tertiær eller kvaternær sputtering, magnetronforstøvning, målforstøvning, RF sputtering, bias sputtering, asymmetrisk kommunikasjon RF sputtering, ionestråle sputtering og reaktiv sputtering.
Fordi de sputterte atomene sprutes ut etter å ha utvekslet kinetisk energi med positive ioner med titalls elektronvolts energi, har de sputterte atomene høy energi, noe som bidrar til å forbedre spredningsevnen til atomer under stabling, forbedre finheten i stablingsarrangementet og lage den forberedte filmen har sterk vedheft med underlaget.
Under sputtering, etter at gassen er ionisert, flyr gassionene til målet koblet til katoden under påvirkning av elektrisk felt, og elektronene flyr til det jordede vegghulrommet og substratet.På denne måten, under lav spenning og lavt trykk, er antallet ioner lite og sputterkraften til målet lav;Ved høy spenning og høyt trykk, selv om flere ioner kan forekomme, har elektronene som flyr til underlaget høy energi, som er lett å varme opp underlaget og til og med sekundær sputtering, noe som påvirker filmkvaliteten.I tillegg er sannsynligheten for kollisjon mellom målatomer og gassmolekyler i ferd med å fly til substratet også sterkt økt.Derfor vil det bli spredt til hele hulrommet, noe som ikke bare vil kaste bort målet, men også forurense hvert lag under forberedelsen av flerlagsfilmer.
For å løse de ovennevnte manglene ble DC magnetron sputtering-teknologi utviklet på 1970-tallet.Den overvinner effektivt manglene med lav katodesputtering og økningen av substrattemperaturen forårsaket av elektroner.Derfor har den blitt utviklet raskt og mye brukt.
Prinsippet er som følger: ved magnetronsputtering, fordi de bevegelige elektronene blir utsatt for Lorentz-kraft i magnetfeltet, vil deres bevegelsesbane være kronglete eller til og med spiralbevegelser, og bevegelsesbanen deres vil bli lengre.Derfor økes antallet kollisjoner med arbeidsgassmolekyler, slik at plasmatettheten økes, og deretter forbedres magnetronforstøvningshastigheten kraftig, og den kan fungere under lavere sputteringsspenning og trykk for å redusere tendensen til filmforurensning;På den annen side forbedrer det også energien til atomer som faller inn på overflaten av substratet, slik at kvaliteten på filmen kan forbedres i stor grad.Samtidig, når elektronene som mister energi gjennom flere kollisjoner når anoden, har de blitt til lavenergielektroner, og da vil ikke underlaget overopphetes.Derfor har magnetronsputtering fordelene med "høy hastighet" og "lav temperatur".Ulempen med denne metoden er at isolatorfilmen ikke kan klargjøres, og det ujevne magnetiske feltet som brukes i magnetronelektroden vil forårsake åpenbar ujevn etsing av målet, noe som resulterer i lav utnyttelsesgrad av målet, som vanligvis bare er 20% - 30 %.
Innleggstid: 16. mai 2022