Sputterointipinnoitustekniikka

1、Sputterointipinnoitteen ominaisuudet
Verrattuna tavanomaiseen tyhjöhaihdutuspinnoitteeseen, sputterointipinnoitteella on seuraavat ominaisuudet:
(1) Mitä tahansa ainetta voidaan sputteroida, erityisesti korkean sulamispisteen, alhaisen höyrynpaineen alkuaineita ja yhdisteitä.Rakeista materiaalia voidaan käyttää kohdemateriaalina niin kauan kuin se on kiinteä aine, olipa kyseessä metalli, puolijohde, eriste, yhdiste ja seos jne., onko se lohko.Koska eristysmateriaaleja ja -seoksia, kuten oksideja, ruiskutettaessa tapahtuu vain vähän hajoamista ja fraktioitumista, niistä voidaan valmistaa ohuita kalvoja ja seoskalvoja, joiden komponentit ovat samanlaiset kuin kohdemateriaalissa, ja jopa suprajohtavia kalvoja, joiden koostumus on monimutkainen. reaktiivista sputterointimenetelmää voidaan käyttää myös kalvojen valmistamiseen kohdemateriaalista täysin erilaisista yhdisteistä, kuten oksideista, nitrideistä, karbideista ja silisideistä.
(2) Hyvä tarttuvuus sputteroidun kalvon ja alustan välillä.Koska sputteroitujen atomien energia on 1-2 suuruusluokkaa suurempi kuin haihtuneiden atomien, substraatille kerrostuneiden korkeaenergisten hiukkasten energiakonversio tuottaa suurempaa lämpöenergiaa, mikä tehostaa sputteroitujen atomien tarttumista alustaan.Osa korkeaenergisista sputteroiduista atomeista ruiskutetaan vaihtelevassa määrin, jolloin substraatille muodostuu niin kutsuttu pseudo-diffuusiokerros, jossa sputteroidut atomit ja substraattimateriaalin atomit "sekoittuvat" keskenään.Lisäksi sputterointihiukkasten pommituksen aikana substraatti puhdistetaan ja aktivoidaan aina plasmavyöhykkeellä, mikä poistaa huonosti kiinnittyneet saostuneet atomit, puhdistaa ja aktivoi substraatin pinnan.Tämän seurauksena sputteroidun kalvokerroksen tarttuvuus alustaan ​​paranee suuresti.
(3) Suuri sputterointitiheys, vähemmän reikiä ja kalvokerroksen korkeampi puhtaus, koska upokkaan kontaminaatiota ei esiinny, mikä on väistämätöntä tyhjiöhöyrysaostuksessa sputterointiprosessin aikana.
(4) Kalvon paksuuden hyvä hallittavuus ja toistettavuus.Koska purkausvirtaa ja tavoitevirtaa voidaan ohjata erikseen sputterointipinnoituksen aikana, kalvon paksuutta voidaan säätää ohjaamalla kohdevirtaa, jolloin kalvon paksuuden ohjattavuus ja kalvon paksuuden toistettavuus sputterointipinnoitteen moninkertaisella sputteroinnilla on hyvä. ja ennalta määrätyn paksuinen kalvo voidaan päällystää tehokkaasti.Lisäksi sputterointipinnoite voi saada tasaisen kalvon paksuuden suurella alueella.Yleisessä sputterointitekniikassa (pääasiassa dipolisputterointi) laitteisto on kuitenkin monimutkainen ja vaatii korkeapainelaitteen;sputterointipinnoituksen kalvonmuodostusnopeus on alhainen, tyhjöhaihdutuspinnoitusnopeus on 0,1-5 nm/min, kun taas sputterointinopeus on 0,01-0,5 nm/min;substraatin lämpötilan nousu on korkea ja herkkä epäpuhtauksille kaasuille jne. Kuitenkin RF-sputterointi- ja magnetronisputterointiteknologian kehityksen ansiosta on saavutettu suurta edistystä nopean sputterointipinnoituksen saavuttamisessa ja substraatin lämpötilan alentamisessa.Lisäksi viime vuosina on tutkittu uusia – tasomaiseen magnetronisputterointiin perustuvia sputterointimenetelmiä – sputterointiilman paineen minimoimiseksi nollapaineruiskutukseen asti, jossa imukaasun paine sputteroinnin aikana on nolla.