Tecnologia di rivestimento sputtering

1、Caratteristiche del rivestimento sputter
Rispetto al tradizionale rivestimento per evaporazione sottovuoto, il rivestimento per sputtering ha le seguenti caratteristiche:
(1) Qualsiasi sostanza può essere polverizzata, in particolare elementi e composti ad alto punto di fusione, a bassa tensione di vapore.Finché è un solido, sia esso un metallo, un semiconduttore, un isolante, un composto e una miscela, ecc., sia che si tratti di un blocco, il materiale granulare può essere utilizzato come materiale target.Poiché durante lo sputtering di materiali isolanti e leghe come gli ossidi si verificano poca decomposizione e frazionamento, questi possono essere utilizzati per preparare film sottili e film di leghe con componenti uniformi simili a quelli del materiale target e persino film superconduttori con composizioni complesse.´ Inoltre, il metodo dello sputtering reattivo può essere utilizzato anche per produrre film di composti completamente diversi dal materiale target, come ossidi, nitruri, carburi e siliciuri.
(2) Buona adesione tra il film spruzzato e il substrato.Poiché l'energia degli atomi polverizzati è di 1-2 ordini di grandezza superiore a quella degli atomi evaporati, la conversione energetica delle particelle ad alta energia depositate sul substrato genera una maggiore energia termica, che migliora l'adesione degli atomi polverizzati al substrato.Una porzione degli atomi spruzzati ad alta energia verrà iniettata a vari livelli, formando un cosiddetto strato di pseudo-diffusione sul substrato in cui gli atomi spruzzati e gli atomi del materiale del substrato "miscibili" tra loro.Inoltre, durante il bombardamento delle particelle di sputtering, il substrato viene sempre pulito e attivato nella zona del plasma, che rimuove gli atomi precipitati scarsamente aderenti, purifica e attiva la superficie del substrato.Di conseguenza, l'adesione dello strato di pellicola sputterizzata al substrato viene notevolmente migliorata.
(3) Elevata densità del rivestimento sputtering, meno fori di spillo e maggiore purezza dello strato di pellicola poiché non vi è alcuna contaminazione del crogiolo, che è inevitabile nella deposizione di vapore sotto vuoto durante il processo di rivestimento sputtering.
(4) Buona controllabilità e ripetibilità dello spessore del film.Poiché la corrente di scarica e la corrente target possono essere controllate separatamente durante il rivestimento sputter, lo spessore del film può essere controllato controllando la corrente target, quindi la controllabilità dello spessore del film e la riproducibilità dello spessore del film mediante spruzzatura multipla del rivestimento sputter sono buone , e la pellicola di spessore predeterminato può essere efficacemente rivestita.Inoltre, il rivestimento sputter può ottenere uno spessore del film uniforme su una vasta area.Tuttavia, per la tecnologia di rivestimento sputtering generale (principalmente sputtering dipolo), l'apparecchiatura è complicata e richiede un dispositivo ad alta pressione;la velocità di formazione del film di deposizione sputtering è bassa, la velocità di deposizione per evaporazione sotto vuoto è di 0,1~5 nm/min, mentre la velocità di sputtering è 0,01~0,5 nm/min;l'aumento della temperatura del substrato è elevato e vulnerabile al gas di impurità, ecc. Tuttavia, grazie allo sviluppo della tecnologia RF sputtering e magnetron sputtering, sono stati ottenuti grandi progressi nell'ottenere una rapida deposizione per sputtering e ridurre la temperatura del substrato.Inoltre, negli ultimi anni, sono stati studiati nuovi metodi di rivestimento sputtering - basati sullo sputtering planare del magnetron - per ridurre al minimo la pressione dell'aria di sputtering fino allo sputtering a pressione zero dove la pressione del gas di aspirazione durante lo sputtering sarà zero.