Pananaliksik sa teknolohiya ng magnetron sputtering- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 boltahe at kapangyarihan

Kung ang inilapat na boltahe ay binago sa loob ng saklaw ng presyon kung saan ang gas ay maaaring ionized, ang impedance ng plasma sa circuit ay magbabago nang naaayon, na nagiging sanhi ng pagbabago sa gas. Ang pagbabago ng kasalukuyang sa gas ay maaaring lumikha ng higit pa o mas kaunting mga ions na tumama sa target upang makontrol ang rate ng sputtering.

Sa pangkalahatan: ang pagtaas ng boltahe ay nagdaragdag ng rate ng ionization. Ito ay tataas ang kasalukuyang, kaya ito ay magiging sanhi ng isang pagbagsak sa impedance. Kapag nadagdagan ang boltahe, ang pagbaba ng impedance ay lubos na madaragdagan ang kasalukuyang, iyon ay, ang kapangyarihan ay lubos na nadagdagan. Kung ang presyon ng gas ay pare -pareho at ang bilis kung saan ang substrate ay gumagalaw sa ilalim ng pinagmulan ng sputtering ay pare -pareho, kung gayon ang dami ng materyal na idineposito sa substrate ay natutukoy ng lakas na inilalapat sa circuit. Sa saklaw na ginamit sa mga produktong pinahiran ng Vonardenne, mayroong isang linear na relasyon sa pagitan ng pagtaas ng lakas at pagtaas ng rate ng sputter.

1.2 Kapaligiran sa Gas

Ang sistema ng vacuum at ang proseso ng sistema ng gas ay magkasama ay kumokontrol sa kapaligiran ng gas.

Una, ang isang vacuum pump ay kumukuha ng katawan ng silid sa isang mataas na vacuum (humigit-kumulang na 10-torr). Ang proseso ng gas ay pagkatapos ay sisingilin ng proseso ng sistema ng gas (kabilang ang mga regulator ng presyon at control control) upang mabawasan ang presyon ng gas sa humigit-kumulang na 2x10-3Torr. Upang matiyak ang tamang kalidad ng parehong pelikula, ang proseso ng gas ay dapat na 99.995% dalisay. Sa reaktibo na sputtering, ang paghahalo ng isang maliit na halaga ng isang inert gas (halimbawa, argon) sa reaktibong gas ay maaaring dagdagan ang rate ng sputtering.

1.3 presyon ng gas

Ang pagbabawas ng presyon ng gas sa isang tiyak na punto ay nagdaragdag ng ibig sabihin ng libreng landas ng mga ions, na kung saan ay nagbibigay -daan sa mas maraming mga ions na hampasin ang katod na may sapat na enerhiya upang ibomba ang mga particle, ie dagdagan ang rate ng sputtering. Higit pa sa puntong ito, ang halaga ng ionization ay bumababa dahil sa napakakaunting mga molekula na nakikilahok sa banggaan, na nagreresulta sa pagbawas sa rate ng sputtering. Kung ang presyon ng gas ay masyadong mababa, ang plasma ay napapatay at tumitigil sa pag -iwas. Ang pagtaas ng presyon ng gas ay nagdaragdag ng rate ng ionization, ngunit binabawasan din ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga sputtered atoms, na binabawasan din ang rate ng sputtering. Ang saklaw ng presyon ng gas kung saan maaaring makuha ang maximum na rate ng pag -aalis ay makitid. Kung ang reaktibo na sputtering ay isinasagawa, dahil ito ay patuloy na natupok, ang mga bagong reaktibo na sputtering ay dapat na muling mai -replenished sa isang naaangkop na rate upang mapanatili ang isang pantay na rate ng pag -aalis.

1.4 bilis ng paghahatid

Ang paggalaw ng substrate ng salamin sa ilalim ng katod ay isinasagawa sa pamamagitan ng isang drive. Ang bilis ng mababang drive ay nagbibigay -daan sa baso na maipasa nang mas mahaba sa hanay ng katod, na nagbibigay -daan para sa mas makapal na mga layer na ideposito. Gayunpaman, upang matiyak ang pagkakapareho ng layer ng pelikula, ang bilis ng paghahatid ay dapat na panatilihing palagi.

Karaniwang bilis ng paghahatid sa lugar ng patong mula 0 hanggang 600 pulgada bawat minuto (humigit -kumulang 0 hanggang 15.24 metro). Ang tipikal na saklaw ng operating ay nasa pagitan ng 90 hanggang 400 pulgada bawat minuto (humigit -kumulang na 2.286 hanggang 10.16 metro), depende sa materyal na patong, kapangyarihan, bilang ng mga cathode, at uri ng patong.

1.5 distansya at bilis at pagdirikit

Para sa maximum na rate ng pag -aalis at pinahusay na pagdirikit ng pelikula, ang substrate ay dapat ilagay malapit sa katod hangga't maaari nang hindi nasisira ang paglabas ng glow mismo. Ang ibig sabihin ng mga libreng landas ng mga sputtered particle at mga molekula ng gas (at mga ion) ay may papel din. Habang ang distansya sa pagitan ng substrate at ang katod ay nagdaragdag, ang posibilidad ng mga pagbangga ay nagdaragdag, upang ang kakayahan ng mga sputtered particle upang maabot ang substrate ay bumababa. Samakatuwid, para sa maximum na rate ng pag -aalis at pinakamahusay na pagdirikit, ang substrate ay dapat ilagay malapit sa katod hangga't maaari.

2 mga parameter ng system

Ang proseso ay apektado ng maraming mga parameter. Ang ilan sa mga ito ay maaaring mabago at kontrolado sa panahon ng pagpapatakbo ng proseso; Habang ang iba, bagaman naayos, ay maaaring karaniwang kontrolado sa loob ng isang tiyak na saklaw bago ang pagpapatakbo ng proseso. Dalawang mahahalagang nakapirming mga parameter ay: target na istraktura at magnetic field.

2.1 istraktura ng target

Ang bawat indibidwal na target ay may sariling panloob na istraktura at orientation ng butil. Dahil sa mga pagkakaiba -iba sa panloob na istraktura, ang dalawang target na tila magkapareho ay maaaring magpakita ng malawak na magkakaibang mga rate ng sputtering. Ito ay dapat na lalo na nabanggit sa mga operasyon ng patong kung saan ginagamit ang bago o iba't ibang mga target. Kung ang lahat ng mga target na bloke ay may katulad na istraktura sa panahon ng pagproseso, pag -aayos ng power supply, pagtaas o pagbawas ng kapangyarihan kung kinakailangan, ay maaaring magbayad para dito. Sa loob ng isang hanay ng mga target, ang iba't ibang mga rate ng sputtering ay ginawa din dahil sa iba't ibang mga istruktura ng butil. Ang proseso ng machining ay maaaring maging sanhi ng mga pagkakaiba -iba sa panloob na istraktura ng target, kaya kahit na ang mga target ng parehong komposisyon ng haluang metal ay magkakaroon ng pagkakaiba -iba sa mga rate ng sputtering.

Gayundin, ang mga parameter tulad ng istraktura ng kristal, istraktura ng butil, tigas, stress, at mga impurities ng target na bloke ay maaaring makaapekto sa sputtering rate, na maaaring magresulta sa mga depekto na tulad ng guhitan sa produkto. Nangangailangan din ito ng pansin sa panahon ng patong. Gayunpaman, ang sitwasyong ito ay maaari lamang malutas sa pamamagitan ng pagpapalit ng target.

Ang target na pag -ubos ng zone mismo ay nagdudulot din ng medyo mababang mga rate ng sputtering. Sa oras na ito, upang makakuha ng isang mahusay na layer ng pelikula, ang lakas o bilis ng paghahatid ay dapat na maiayos. Dahil ang bilis ay kritikal sa isang produkto, ang pamantayan at naaangkop na pagsasaayos ay upang madagdagan ang kapangyarihan.

2.2 Magnetic Field

Ang magnetic field na ginamit upang ma -trap ang pangalawang electron ay dapat na pare -pareho sa buong target na ibabaw at ang lakas ng magnetic field ay dapat na angkop. Ang mga hindi pantay na magnetic field ay gumagawa ng mga hindi pantay na layer. Kung ang lakas ng magnetic field ay hindi angkop (hal. Masyadong mababa), kung gayon kahit na ang parehong lakas ng magnetic field ay magreresulta sa mabagal na mga rate ng pag -aalis ng pelikula at posibleng pag -iwas sa ulo ng bolt. Maaari itong mahawahan ang lamad. Kung ang lakas ng magnetic field ay masyadong mataas, ang rate ng pag -aalis ay maaaring napakataas sa simula, ngunit ang rate na ito ay mabilis na bumababa sa isang napakababang antas dahil sa etched area. Gayundin, ang etched area na ito ay nagreresulta din sa isang mas mababang target na rate ng paggamit.

2.3 variable na mga parameter

Sa panahon ng proseso ng sputtering, ang dynamic na kontrol ng proseso ay maaaring isagawa sa pamamagitan ng pagbabago ng mga parameter na ito. Ang mga variable na mga parameter ay kinabibilangan ng: lakas, bilis, uri ng gas at presyon.

3.1 Kapangyarihan

Ang bawat katod ay may sariling mapagkukunan ng kuryente. Depende sa laki ng cathode at disenyo ng system, ang kapangyarihan ay maaaring mag -iba mula 0 hanggang 150kW (nominal). Ang power supply ay isang palaging kasalukuyang mapagkukunan. Sa mode ng control ng kuryente, ang kapangyarihan ay naayos habang ang boltahe ay sinusubaybayan, at ang patuloy na kapangyarihan ay pinananatili sa pamamagitan ng pagbabago ng kasalukuyang output. Sa kasalukuyang mode ng control, ang output kasalukuyang ay naayos at sinusubaybayan, habang ang boltahe ay maaaring nababagay. Ang mas mataas na kapangyarihan na inilapat, mas malaki ang rate ng pag -aalis.

3.2 Bilis

Ang isa pang variable ay ang bilis. Para sa mga nag-iisang coaters, ang bilis ng paghahatid ng coating zone ay maaaring mapili mula 0 hanggang 600 pulgada bawat minuto (humigit-kumulang 0 hanggang 15.24 metro). Para sa dobleng mga coaters, ang bilis ng paghahatid ng coating zone ay maaaring mapili mula 0 hanggang 200 pulgada bawat minuto (humigit-kumulang 0 hanggang 5.08 metro). Sa isang naibigay na rate ng sputtering, ang mga mas mababang bilis ng drive ay nagpapahiwatig ng mas makapal na mga pelikula na idineposito.

3.3 gas

Ang huling variable ay gas. Dalawa sa tatlong mga gas ay maaaring mapili para magamit bilang pangunahing gas at ang pantulong na gas. Sa pagitan nila, ang ratio ng alinman sa dalawa ay maaari ring ayusin. Ang presyon ng gas ay maaaring kontrolado sa pagitan ng 1 ~ 5x 10-3Torr.

3.4 Pakikipag -ugnayan sa pagitan ng Cathode/Substrate

Sa curved glass coating machine, ang isa pang parameter na maaaring nababagay ay ang distansya sa pagitan ng katod at ang substrate. Walang mga adjustable cathode sa mga flat glass coaters.

Thermal Evaporation & Magnetron Sputtering Coating Machine