Tipi di Sputter deposizione

"Sputtering" fonti spesso impiegano anchemagnetronche utilizzano forti campi elettrici e magnetici per confinare le particelle di plasma caricato vicino alla superficie del bersaglio polverizza. In un campo magnetico, gli elettroni seguono percorsi elicoidali intorno alle linee di campo magnetico, che subiscono ulteriori collisioni ionizzanti con gassosi neutri vicino alla superficie di destinazione che altrimenti si verificherebbero. (Come il materiale bersaglio è esaurito, un profilo di erosione "Autodromo" può apparire sulla superficie del bersaglio). Il gas di polverizzazione è in genere un gas inerte comeArgon. Gli ioni di argon supplementare creati come risultato di queste collisioni conducono ad un più alto tasso di deposizione. Ilal plasmapuò anche essere sostenuto ad una pressione inferiore in questo modo. Gli atomi sputtered pagano neutro e quindi non sono interessati dalla trappola magnetica. Accumulazione della carica su obiettivi di isolamento può essere evitato con l'uso di RF sputtering dove il segno della compensazione dell'anodo catodo è vario ad un ritmo elevato (comunemente13,56 MHz). RF sputtering funziona bene per produrre film di ossido altamente isolante, ma con il valore aggiuntospese di RF alimentatori e reti di adattamento di impedenza. Campi magnetici dispersi che fuoriesce dal target ferromagnetici anche disturbare il processo di sputtering. Appositamente progettato Polverizzi pistole con insolitamente forti magneti permanenti spesso devono essere utilizzate in compensazione.

Sputtering a fascio di ioni

Fascio di ioni sputtering (IBS) è un metodo in cui la destinazione è all'esterno dellasorgente di ioni. Una fonte può lavorare senza alcun campo magnetico come in uncalibro di ionizzazione filamento caldo. In unKaufmanquesti ioni sono generati dalle collisioni con gli elettroni che sono confinati da un campo magnetico come un magnetron. Essi sono poi accelerati dal campo elettrico che emana da una griglia verso un bersaglio. Come gli ioni lasciano l'origine essi vengono neutralizzati dagli elettroni da un secondo filamento esterno. IBS ha un vantaggio in quanto l'energia e il flusso di ioni può essere controllati in modo indipendente. Poiché il flusso che colpisce il bersaglio è composto da atomi neutri, isolanti o lo svolgimento di obiettivi può essere polverizzato. IBS ha trovato applicazione nella produzione di teste di film sottile perunità disco. Un gradiente di pressione tra la sorgente di ioni e la camera del campione viene generato posizionando l'entrata del gas all'origine e tiro attraverso un tubo nel pozzetto di misurazione. Questo consente di risparmiare gas e riduce la contaminazione inUHVapplicazioni. Il principale svantaggio di IBS è la grande quantità di manutenzione necessaria per mantenere la fonte di ione funzionamento.

Reattiva sputtering

In sputtering reattivo, le particelle sputtered subiscono una reazione chimica prima di rivestimento del substrato. Il film depositato è quindi diverso dal materiale bersaglio. La reazione chimica che le particelle subiscono è con un gas reattivo introdotto nella camera "sputtering" come l'ossigeno o azoto; film di ossido e nitruro sono spesso fabbricati con sputtering reattivo. La composizione della pellicola può essere controllata variando le pressioni relative di gas inerte e reattiva. Stechiometria di pellicola è un parametro importante per l'ottimizzazione delle proprietà funzionali come lo sforzo nel peccato_xe l'indice di rifrazione di SiO_x.

Deposizione dello ione-assistita

Nella deposizione assistita dello ione (IAD), il substrato è esposto ad un fascio di ioni secondari operano a una potenza inferiore rispetto al cannone di polverizzazione. Una fonte di Kaufman, simile a quella utilizzata nell'IBS, fornisce in genere la trave secondaria. IAD può essere utilizzato per depositarecarbonioincome il diamanteforma su un substrato. Qualsiasi atomi di carbonio di atterraggio sul substrato che non riescono a legare correttamente nella grata di cristallo di diamante saranno battuti dal fascio secondario.NASAusato questa tecnica per sperimentare con il deposito di film di diamante suturbinalame nel 1980. IAD è utilizzato in altre applicazioni industriali importanti come la creazione dicarbonio amorfo tetraedricoRivestimenti superficiali sudisco rigidovassoi e nitruro di metallo di transizione duro su protesi mediche.

Destinazione-utilizzo elevato sputtering (HiTUS)

Sputtering potranno essere effettuati anche da generazione a distanza di un plasma ad alta densità. Ilal plasmaviene generato in una camera lato apertura nella camera di processo principale, contenente la destinazione e lasubstratoda rivestire. Come il plasma generato da remoto e non dal bersaglio stesso (come nel convenzionalemagnetronsputtering), ilionecorrente alla destinazione è indipendente dalla tensione applicata alla destinazione di.

Polverizzazione del magnetron di impulso ad alta potenza (HiPIMS)

HiPIMS è un metodo per deposizione fisica da vapore di film sottili, che si basa sulla deposizione di polverizzazione del magnetron. HiPIMS utilizza la densità di potenza estremamente elevata dell'ordine del kW/cm²in breve ciclo di impulsi (impulsi) di decine di microsecondi a basso fattore di servizio di<>

Flusso di gas di sputtering

Flusso del gas "sputtering" fa uso dellaeffetto del catodo cavo, lo stesso effetto cheLampade a catodo cavooperare. Nel flusso di gas sputtering un gas di lavoro comeArgonè condotto attraverso un'apertura in un metallo sottoposto ad un potenziale elettrico negativo. Funzionalità miglioratadensità del plasmaverificarsi a catodo cavo, se la pressione nella camera dipe una dimensione caratteristicaLdel catodo cavo obbedire ilLegge di Paschen0.5 Pa·m<>p·L < 5="" pa·m.="" this="" causes="" a="" high="" flux="" of="" ions="" on="" the="" surrounding="" surfaces="" and="" a="" large="" sputter="" effect.="" the="" hollow-cathode="" based="" gas="" flow="" sputtering="" may="" thus="" be="" associated="" with="" large="" deposition="" rates="" up="" to="" values="" of="" a="" few="">