Výhody a nevýhody technologie naprašování

V poslední době se mnoho uživatelů ptalo na výhody a nevýhody technologie naprašování. Podle požadavků našich zákazníků se s námi nyní podělí odborníci z technologického oddělení RSM v naději, že problémy vyřeší. Pravděpodobně existují následující body:

　　1、 Nevyvážené magnetronové rozprašování

Za předpokladu, že magnetický tok procházející vnitřním a vnějším magnetickým pólem magnetronové naprašovací katody není stejný, jedná se o nevyváženou magnetronovou naprašovací katodu. Magnetické pole běžné magnetronové naprašovací katody je soustředěno blízko povrchu terče, zatímco magnetické pole nevyvážené magnetronové naprašovací katody vyzařuje z terče. Magnetické pole běžné magnetronové katody pevně omezuje plazma v blízkosti cílového povrchu, zatímco plazma v blízkosti substrátu je velmi slabé a substrát nebude bombardován silnými ionty a elektrony. Nerovnovážné magnetické pole magnetronové katody může rozšířit plazma daleko od cílového povrchu a ponořit substrát.

　　2、 Radiofrekvenční (RF) rozprašování

Princip nanášení izolační fólie: na vodič umístěný na zadní straně izolačního terče je přiveden záporný potenciál. V plazmě doutnavého výboje, když se vodicí deska kladných iontů zrychluje, bombarduje izolační terč před sebou, aby se rozprášil. Toto rozprašování může trvat pouze 10-7 sekund. Poté kladný potenciál vytvořený kladným nábojem nahromaděným na izolačním terči vyrovná záporný potenciál na vodivé desce, takže ostřelování vysokoenergetických kladných iontů na izolačním terči je zastaveno. V tomto okamžiku, pokud je polarita napájecího zdroje obrácena, elektrony bombardují izolační desku a neutralizují kladný náboj na izolační desce během 10-9 sekund, čímž se její potenciál vynuluje. V tomto okamžiku může obrácení polarity napájecího zdroje způsobit rozprašování po dobu 10-7 sekund.

Výhody RF naprašování: naprašovat lze jak kovové terče, tak dielektrické terče.

　　3、 DC magnetronové naprašování

Magnetronové naprašovací zařízení zvyšuje magnetické pole v stejnosměrném naprašovacím katodovém terči, využívá Lorentzovu sílu magnetického pole k navázání a prodloužení trajektorie elektronů v elektrickém poli, zvyšuje možnost srážky mezi elektrony a atomy plynu, zvyšuje rychlost ionizace atomů plynu, zvyšuje počet vysokoenergetických iontů bombardujících cíl a snižuje počet vysokoenergetických elektronů bombardujících pokovený substrát.

Výhody planárního magnetronového naprašování:

1. Cílová hustota výkonu může dosáhnout 12w/cm2;

2. Cílové napětí může dosáhnout 600V;

3. Tlak plynu může dosáhnout 0,5pa.

Nevýhody planárního magnetronového naprašování: terč tvoří v oblasti dráhy rozprašovací kanál, leptání celého povrchu terče je nerovnoměrné a míra využití terče je pouze 20 – 30 %.

　　4、 Střídavé magnetronové naprašování se střední frekvencí

To znamená, že ve středofrekvenčním střídavém magnetronovém naprašovacím zařízení jsou obvykle vedle sebe konfigurovány dva terče stejné velikosti a tvaru, často označované jako dvojité terče. Jsou to zavěšené instalace. Obvykle jsou napájeny dva terče současně. V procesu středofrekvenčního střídavého magnetronového reaktivního rozprašování působí dva terče postupně jako anoda a katoda a vzájemně působí jako anodové katody ve stejném polovičním cyklu. Když je cíl na záporném potenciálu poloviny cyklu, povrch cíle je bombardován a rozprašován kladnými ionty; V kladném půlcyklu jsou elektrony plazmatu urychlovány k povrchu cíle, aby neutralizovaly kladný náboj nahromaděný na izolačním povrchu povrchu cíle, což nejen potlačuje vznícení povrchu cíle, ale také eliminuje jev „ zmizení anody“.

Výhody mezifrekvenčního reaktivního naprašování s dvojitým terčem jsou:

(1) Vysoká depoziční rychlost. U křemíkových terčů je rychlost nanášení středofrekvenčního reaktivního naprašování 10krát vyšší než u stejnosměrného reaktivního naprašování;

(2) Proces naprašování lze stabilizovat v nastaveném pracovním bodě;

(3) Jev „vznícení“ je vyloučen. Hustota defektů připravené izolační fólie je o několik řádů menší než u metody DC reaktivního naprašování;

(4) Vyšší teplota substrátu je prospěšná pro zlepšení kvality a přilnavosti filmu;

(5) Je-li napájení snazší odpovídat cíli než vysokofrekvenční napájení.

　　5、 Reaktivní magnetronové naprašování

Při procesu naprašování je reakční plyn přiváděn, aby reagoval s naprašovanými částicemi za vzniku složených filmů. Může poskytnout reaktivní plyn pro reakci s rozprašovací sloučeninou ve stejnou dobu a může také poskytnout reaktivní plyn pro reakci s rozprašovacím kovem nebo slitinovou elektrodou ve stejnou dobu pro přípravu složených filmů s daným chemickým poměrem.

Výhody reaktivních magnetronových naprašovacích vrstev:

(1) Používanými cílovými materiály a reakčními plyny jsou kyslík, dusík, uhlovodíky atd., ze kterých lze obvykle snadno získat vysoce čisté produkty, což přispívá k přípravě vysoce čistých složených filmů;

(2) Úpravou parametrů procesu lze připravit chemické nebo nechemické složené filmy, takže lze upravit vlastnosti filmů;

(3) Teplota substrátu není vysoká a substrát má několik omezení;

(4) Je vhodný pro velkoplošné rovnoměrné nátěry a realizuje průmyslovou výrobu.

V procesu reaktivního magnetronového naprašování snadno dochází k nestabilitě složeného naprašování, zejména včetně:

(1) Je obtížné připravit složené cíle;

(2) Jev zapálení oblouku (výboj oblouku) způsobený otravou terče a nestabilitou procesu rozprašování;

(3) Nízká rychlost naprašování;

(4) Hustota defektů filmu je vysoká.