Il peut être divisé en pulvérisation magnétron DC et pulvérisation magnétron RF.
La méthode de pulvérisation continue nécessite que la cible puisse transférer la charge positive obtenue par le processus de bombardement ionique à la cathode en contact étroit avec elle, et cette méthode ne peut alors pulvériser que les données du conducteur, ce qui ne convient pas aux données d'isolation, car le la charge ionique sur la surface ne peut pas être neutralisée lors du bombardement de la cible isolante, ce qui entraînera une augmentation du potentiel sur la surface cible, et presque toute la tension appliquée est appliquée à la cible, donc les chances d'accélération et d'ionisation des ions entre la deux pôles seront réduits, voire ne pourront pas être ionisés. Cela entraînera un échec de décharge continue, voire une interruption de la décharge et une interruption de la pulvérisation.Par conséquent, la pulvérisation radiofréquence (RF) doit être utilisée pour isoler des cibles ou des cibles non métalliques ayant une mauvaise conductivité.
Le processus de pulvérisation implique des processus de diffusion complexes et divers processus de transfert d'énergie : premièrement, les particules incidentes entrent en collision élastiquement avec les atomes cibles, et une partie de l'énergie cinétique des particules incidentes sera transmise aux atomes cibles.L'énergie cinétique de certains atomes cibles dépasse la barrière de potentiel formée par d'autres atomes autour d'eux (5-10ev pour les métaux), puis ils sont éliminés du réseau pour produire des atomes hors site, et d'autres collisions répétées avec les atomes adjacents , entraînant une cascade de collisions.Lorsque cette cascade de collision atteint la surface de la cible, si l'énergie cinétique des atomes proches de la surface de la cible est supérieure à l'énergie de liaison de la surface (1-6ev pour les métaux), ces atomes se sépareront de la surface de la cible. et entrez dans le vide.
Le revêtement par pulvérisation cathodique consiste à utiliser des particules chargées pour bombarder la surface de la cible sous vide afin que les particules bombardées s'accumulent sur le substrat.Généralement, une décharge luminescente à gaz inerte à basse pression est utilisée pour générer des ions incidents.La cible cathodique est constituée de matériaux de revêtement, le substrat est utilisé comme anode, de l'argon 0,1-10pa ou un autre gaz inerte est introduit dans la chambre à vide et une décharge luminescente se produit sous l'action de la cathode (cible) 1-3kv DC négatif élevé tension ou tension RF 13,56 MHz.Les ions d'argon ionisés bombardent la surface de la cible, provoquant des éclaboussures et une accumulation des atomes cibles sur le substrat pour former un film mince.À l'heure actuelle, il existe de nombreuses méthodes de pulvérisation, notamment la pulvérisation secondaire, la pulvérisation tertiaire ou quaternaire, la pulvérisation magnétron, la pulvérisation cible, la pulvérisation RF, la pulvérisation polarisée, la pulvérisation RF à communication asymétrique, la pulvérisation par faisceau d'ions et la pulvérisation réactive.
Étant donné que les atomes pulvérisés sont projetés après avoir échangé de l'énergie cinétique avec des ions positifs avec une énergie de plusieurs dizaines d'électrons-volts, les atomes pulvérisés ont une énergie élevée, ce qui est propice à l'amélioration de la capacité de dispersion des atomes pendant l'empilement, à l'amélioration de la finesse de l'arrangement d'empilement et à la fabrication. le film préparé a une forte adhérence avec le substrat.
Pendant la pulvérisation, une fois le gaz ionisé, les ions du gaz volent vers la cible connectée à la cathode sous l'action d'un champ électrique, et les électrons volent vers la cavité murale et le substrat mis à la terre.De cette manière, sous basse tension et basse pression, le nombre d'ions est faible et la puissance de pulvérisation de la cible est faible ;À haute tension et haute pression, bien que davantage d'ions puissent se produire, les électrons volant vers le substrat ont une énergie élevée, ce qui permet de chauffer facilement le substrat et même une pulvérisation secondaire, affectant la qualité du film.De plus, la probabilité de collision entre les atomes cibles et les molécules de gaz lors du vol vers le substrat est également considérablement augmentée.Par conséquent, il sera dispersé dans toute la cavité, ce qui non seulement gaspillera la cible, mais polluera également chaque couche lors de la préparation des films multicouches.
Afin de résoudre les inconvénients ci-dessus, la technologie de pulvérisation magnétron DC a été développée dans les années 1970.Il surmonte efficacement les inconvénients liés au faible taux de pulvérisation cathodique et à l'augmentation de la température du substrat provoquée par les électrons.C’est pourquoi il a été développé rapidement et largement utilisé.
Le principe est le suivant : dans la pulvérisation magnétron, étant donné que les électrons en mouvement sont soumis à la force de Lorentz dans le champ magnétique, leur orbite de mouvement sera tortueuse, voire spirale, et leur trajectoire de mouvement deviendra plus longue.Par conséquent, le nombre de collisions avec les molécules de gaz de travail est augmenté, de sorte que la densité du plasma augmente, puis le taux de pulvérisation magnétron est considérablement amélioré, et il peut fonctionner sous une tension et une pression de pulvérisation inférieures pour réduire la tendance à la pollution du film ;D'autre part, cela améliore également l'énergie des atomes incidents sur la surface du substrat, de sorte que la qualité du film peut être améliorée dans une large mesure.Dans le même temps, lorsque les électrons qui perdent de l'énergie à cause de multiples collisions atteignent l'anode, ils deviennent des électrons de faible énergie et le substrat ne surchauffera pas.Par conséquent, la pulvérisation magnétron présente les avantages d’une « vitesse élevée » et d’une « basse température ».L'inconvénient de cette méthode est que le film isolant ne peut pas être préparé et que le champ magnétique inégal utilisé dans l'électrode du magnétron provoquera une gravure inégale évidente de la cible, ce qui entraînera un faible taux d'utilisation de la cible, qui n'est généralement que de 20 % à 30 %. %.
Heure de publication : 16 mai 2022