Výhody a nevýhody technológie naprašovania

V poslednej dobe sa mnohí používatelia pýtali na výhody a nevýhody technológie naprašovania. Podľa požiadaviek našich zákazníkov sa s nami teraz podelia odborníci z technologického oddelenia RSM v nádeji, že vyriešia problémy. Pravdepodobne ide o nasledujúce body:

　　1、 Nevyvážené magnetrónové rozprašovanie

Za predpokladu, že magnetický tok prechádzajúci cez vnútorný a vonkajší magnetický pólový koniec magnetrónovej naprašovacej katódy nie je rovnaký, ide o nevyváženú magnetrónovú naprašovaciu katódu. Magnetické pole obyčajnej magnetrónovej naprašovacej katódy je sústredené blízko povrchu terča, zatiaľ čo magnetické pole nevyváženej magnetrónovej naprašovacej katódy vyžaruje z terča. Magnetické pole obyčajnej magnetrónovej katódy pevne obmedzuje plazmu v blízkosti cieľového povrchu, zatiaľ čo plazma v blízkosti substrátu je veľmi slabá a substrát nebude bombardovaný silnými iónmi a elektrónmi. Nerovnovážne magnetické pole magnetrónovej katódy môže rozšíriť plazmu ďaleko od cieľového povrchu a ponoriť substrát.

　　2、 Rádiofrekvenčné (RF) rozprašovanie

Princíp nanášania izolačného filmu: na vodič umiestnený na zadnej strane izolačného terča sa aplikuje negatívny potenciál. V plazme žeravého výboja, keď sa vodiaca doska kladných iónov zrýchľuje, bombarduje izolačný terč pred sebou, aby sa rozprášil. Toto prskanie môže trvať len 10-7 sekúnd. Potom kladný potenciál tvorený kladným nábojom nahromadeným na izolačnom terči vyrovná negatívny potenciál na vodivej doske, takže bombardovanie vysokoenergetických kladných iónov na izolačnom terči sa zastaví. V tomto čase, ak je polarita napájacieho zdroja obrátená, elektróny bombardujú izolačnú dosku a neutralizujú kladný náboj na izolačnej doske v priebehu 10-9 sekúnd, čím sa jej potenciál vynuluje. V tomto čase môže obrátenie polarity napájacieho zdroja spôsobiť prskanie po dobu 10-7 sekúnd.

Výhody vysokofrekvenčného naprašovania: naprašovať možno kovové terče aj dielektrické terče.

　　3、 DC magnetrónové naprašovanie

Magnetrónové naprašovacie zariadenie zvyšuje magnetické pole v DC naprašovacom katódovom terči, využíva Lorentzovu silu magnetického poľa na viazanie a predlžovanie trajektórie elektrónov v elektrickom poli, zvyšuje možnosť kolízie medzi elektrónmi a atómami plynu, zvyšuje rýchlosť ionizácie atómov plynu, zvyšuje počet vysokoenergetických iónov bombardujúcich cieľ a znižuje počet vysokoenergetických elektrónov bombardujúcich pokovovaný substrát.

Výhody planárneho magnetrónového naprašovania:

1. Cieľová hustota výkonu môže dosiahnuť 12w/cm2;

2. Cieľové napätie môže dosiahnuť 600V;

3. Tlak plynu môže dosiahnuť 0,5pa.

Nevýhody planárneho magnetrónového naprašovania: terč tvorí v oblasti dráhy rozprašovací kanál, leptanie celého povrchu terča je nerovnomerné a miera využitia terča je len 20 % – 30 %.

　　4、 Stredná frekvencia striedavého magnetrónového rozprašovania

Znamená to, že v strednofrekvenčnom striedavom magnetrónovom naprašovacom zariadení sú zvyčajne vedľa seba usporiadané dva terče rovnakej veľkosti a tvaru, často označované ako dvojité terče. Sú to závesné inštalácie. Zvyčajne sú napájané dva terče súčasne. V procese strednofrekvenčného AC magnetrónového reaktívneho rozprašovania fungujú dva terče postupne ako anóda a katóda a navzájom pôsobia ako anódová katóda v rovnakom polovičnom cykle. Keď je cieľ na zápornom potenciáli polovice cyklu, povrch cieľa je bombardovaný a rozprašovaný kladnými iónmi; V kladnom polovičnom cykle sú elektróny plazmy urýchlené na cieľový povrch, aby neutralizovali kladný náboj nahromadený na izolačnom povrchu cieľového povrchu, čo nielen potláča zapálenie cieľového povrchu, ale tiež eliminuje jav „ zmiznutie anódy“.

Výhody medzifrekvenčného reaktívneho naprašovania s dvojitým terčom sú:

(1) Vysoká rýchlosť vylučovania. Pre kremíkové terče je rýchlosť nanášania strednofrekvenčného reaktívneho naprašovania 10-krát vyššia ako rýchlosť DC reaktívneho naprašovania;

(2) Proces naprašovania možno stabilizovať v nastavenom prevádzkovom bode;

(3) Fenomén „vznietenia“ je eliminovaný. Hustota defektov pripravenej izolačnej fólie je o niekoľko rádov menšia ako hustota v prípade metódy DC reaktívneho naprašovania;

(4) Vyššia teplota substrátu je prospešná na zlepšenie kvality a priľnavosti filmu;

(5) Ak sa napájanie ľahšie zhoduje s cieľom ako vysokofrekvenčné napájanie.

　　5、 Reaktívne magnetrónové naprašovanie

V procese naprašovania sa reakčný plyn privádza, aby reagoval s naprašovanými časticami za vzniku zložených filmov. Môže poskytnúť reaktívny plyn na reakciu s naprašovacou zlúčeninou v rovnakom čase a môže tiež poskytnúť reaktívny plyn na reakciu s naprašovacou kovovou alebo zliatinovou terčom v rovnakom čase na prípravu zložených filmov s daným chemickým pomerom.

Výhody reaktívnych magnetrónových naprašovacích vrstiev:

(1) Použité cieľové materiály a reakčné plyny sú kyslík, dusík, uhľovodíky atď., z ktorých sa zvyčajne ľahko získavajú produkty vysokej čistoty, čo prispieva k príprave filmov zložených zlúčenín vysokej čistoty;

(2) Úpravou parametrov procesu je možné pripraviť chemické alebo nechemické zložené filmy, aby bolo možné upraviť vlastnosti filmov;

(3) Teplota substrátu nie je vysoká a na substrát existuje niekoľko obmedzení;

(4) Je vhodný na veľkoplošný rovnomerný náter a realizuje priemyselnú výrobu.

V procese reaktívneho magnetrónového naprašovania sa ľahko vyskytuje nestabilita zloženého naprašovania, najmä vrátane:

(1) Je ťažké pripraviť zložené ciele;

(2) jav zapálenia oblúka (oblúkový výboj) spôsobený otravou terča a nestabilitou procesu rozprašovania;

(3) nízka rýchlosť vylučovania naprašovaním;

(4) Hustota defektov filmu je vysoká.