Магнетронное распыление – технология и установки.
Магнетронное распыление – технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью катодного распыления мишени в плазме магнетронного разряда — диодного разряда в скрещенных полях. Напыление металлов и сплавов производят в среде инертного газа, как правило, аргона.
Описание:
Магнетронное распыление – технология нанесения тонких плёнок на подложку с помощью катодного распыления мишени в плазме магнетронного разряда — диодного разряда в скрещенных полях. Технологические устройства, предназначенные для реализации этой технологии называют магнетронными распылительными системами или, сокращённо, магнетронами.
Напыление металлов и сплавов производят в среде инертного газа, как правило, аргона.
Принцип магнетронного распыления основан на образовании над поверхностью катода кольцеобразной плазмы в результате столкновения электронов с молекулами газа (чаще всего аргон). Мишень устройства магнетронного распыления является источником распыляемого материала. Положительные ионы, образующиеся в разряде, ускоряются в направлении катода – мишени, бомбардируют его поверхность, выбивая из неё частицы материала.
Тяжелый ион аргона (белый шарик) разгоняется в электрическом поле и выбивает из мишени атом материала (красный шарик), который высаживается на поверхности подложки, образуя на ее поверхности пленку.
Покидающие поверхность мишени частицы осаждаются в виде плёнки на подложке, а также частично рассеиваются на молекулах остаточных газов или осаждаются на стенках рабочей вакуумной камеры.
При столкновении ионов с поверхностью мишени происходит передача момента импульса материалу. Падающий ион вызывает каскад столкновений в материале. После многократных столкновений импульс доходит до атома, расположенного на поверхности материала, который отрывается от мишени и высаживается на поверхности подложки. Среднее число выбитых атомов на один падающий ион аргона называют эффективностью процесса, которая зависит от угла падения, энергии и массы иона, массы испаряемого материала и энергии связи атома в материале. В случае испарения кристаллического материала эффективность также зависит от расположения кристаллической решетки.
Для эффективной ионизации аргона, распыляемый материал(мишень) размещают на магните. В результате эмиссионные электроны, вращающиеся вокруг магнитных силовых линий локализуются в пространстве и многократно сталкиваются с атомами аргона, превращая их в ионы.
При бомбардировке поверхности мишени ионами генерируются несколько процессов:
- – ионное(катодное) распыление материала мишени,
- – вторичная электронная эмиссия,
- – десорбция газа,
- – имплантация дефектов,
- – ударная волна,
- – аморфизация.
Магнетронное распыление позволяет получать высокую плотность ионного тока, а значит, и высокие скорости распыления при относительно низких давлениях порядка 0,1 Па и ниже.
Преимущества:
– покрытия полученные данным способом характеризуются высокой равномерностью, относительно низкой пористостью и высоким уровнем адгезии к подложке,
– возможность нанесения покрытия сложного состава,
– возможность наносить покрытия на большие площади,
– относительно дешевый метод осаждения,
– низкие температуры подложки,
– хорошая однородность покрытия,
– хорошая управляемость,
– возможность нанесения нескольких покрытий в одном технологическом цикле.
Применение:
– в электронике: для осаждения тонких пленок, полупроводников, диэлектриков, металлов,
– в оптике: для нанесения проводящих, отражающих, поглощающих покрытий,
– в машиностроении: для нанесения специальных покрытий, улучшающих свойства используемых материалов,
– в легкой промышленности: для получения металлизированных тканей.
реактивное магнетронное распыление установка тонких пленок металлов аморфные сплавы
вакуумные установки метод мишень для магнетронного распыления
аргон в магнетронном распылении
метод магнетронного распыления для полимеров
магнетронное напыление ассестированное катодным распылением
мишень для магнетронного распыления молибденовая круглая