Ventajas y desventajas de la tecnología de recubrimiento por pulverización catódica.

Recientemente, muchos usuarios han preguntado sobre las ventajas y desventajas de la tecnología de recubrimiento por pulverización catódica. De acuerdo con los requisitos de nuestros clientes, ahora los expertos del Departamento de Tecnología de RSM compartirán con nosotros con la esperanza de resolver los problemas.Probablemente existan los siguientes puntos:

　　1 、 pulverización catódica desequilibrada

Suponiendo que el flujo magnético que pasa a través de los extremos del polo magnético interior y exterior del cátodo de pulverización catódica del magnetrón no es igual, se trata de un cátodo de pulverización catódica del magnetrón desequilibrado.El campo magnético del cátodo de pulverización catódica con magnetrón ordinario se concentra cerca de la superficie del objetivo, mientras que el campo magnético del cátodo de pulverización catódica con magnetrón desequilibrado se irradia fuera del objetivo.El campo magnético del cátodo de magnetrón ordinario restringe fuertemente el plasma cerca de la superficie objetivo, mientras que el plasma cerca del sustrato es muy débil y el sustrato no será bombardeado por iones y electrones fuertes.El campo magnético del cátodo del magnetrón en desequilibrio puede extender el plasma lejos de la superficie objetivo y sumergir el sustrato.

　　2. Chisporroteo por radiofrecuencia (RF)

El principio de depósito de película aislante: se aplica un potencial negativo al conductor colocado en la parte posterior del objetivo aislante.En el plasma de descarga luminosa, cuando la placa guía de iones positivos se acelera, bombardea el objetivo aislante que tiene delante para chisporrotear.Este chisporroteo sólo puede durar de 10 a 7 segundos.Después de eso, el potencial positivo formado por la carga positiva acumulada en el objetivo aislante compensa el potencial negativo en la placa conductora, por lo que se detiene el bombardeo de iones positivos de alta energía sobre el objetivo aislante.En este momento, si se invierte la polaridad de la fuente de alimentación, los electrones bombardearán la placa aislante y neutralizarán la carga positiva en la placa aislante en 10 a 9 segundos, haciendo que su potencial sea cero.En este momento, invertir la polaridad de la fuente de alimentación puede producir chisporroteo durante 10 a 7 segundos.

Ventajas de la pulverización catódica por RF: se pueden pulverizar tanto objetivos metálicos como dieléctricos.

　　3 、 pulverización catódica con magnetrón CC

El equipo de recubrimiento por pulverización catódica con magnetrón aumenta el campo magnético en el objetivo del cátodo de pulverización catódica de CC, utiliza la fuerza de Lorentz del campo magnético para unir y extender la trayectoria de los electrones en el campo eléctrico, aumenta la posibilidad de colisión entre electrones y átomos de gas, aumenta la La tasa de ionización de los átomos del gas aumenta el número de iones de alta energía que bombardean el objetivo y disminuye el número de electrones de alta energía que bombardean el sustrato recubierto.

Ventajas de la pulverización catódica con magnetrón plano:

1. La densidad de potencia objetivo puede alcanzar 12w/cm2;

2. El voltaje objetivo puede alcanzar los 600 V;

3. La presión del gas puede alcanzar 0,5 pa.

Desventajas de la pulverización catódica con magnetrón plano: el objetivo forma un canal de pulverización en el área de la pista, el grabado de toda la superficie del objetivo es desigual y la tasa de utilización del objetivo es sólo del 20 % al 30 %.

　　4 、 pulverización catódica con magnetrón de CA de frecuencia intermedia

Se refiere a que en el equipo de pulverización catódica con magnetrón de CA de frecuencia media, generalmente se configuran dos objetivos con el mismo tamaño y forma uno al lado del otro, a menudo denominados objetivos gemelos.Son instalaciones suspendidas.Por lo general, se alimentan dos objetivos al mismo tiempo.En el proceso de pulverización catódica reactiva con magnetrón de CA de frecuencia media, los dos objetivos actúan como ánodo y cátodo a su vez, y actúan como ánodo y cátodo entre sí en el mismo medio ciclo.Cuando el objetivo está en el potencial de medio ciclo negativo, la superficie del objetivo es bombardeada y pulverizada por iones positivos;En el semiciclo positivo, los electrones del plasma se aceleran hacia la superficie objetivo para neutralizar la carga positiva acumulada en la superficie aislante de la superficie objetivo, lo que no solo suprime la ignición de la superficie objetivo, sino que también elimina el fenómeno de " desaparición del ánodo”.

Las ventajas de la pulverización catódica reactiva de doble objetivo de frecuencia intermedia son:

(1) Alta tasa de deposición.Para objetivos de silicio, la tasa de deposición de la pulverización catódica reactiva de frecuencia media es 10 veces mayor que la de la pulverización catódica reactiva de CC;

(2) El proceso de pulverización catódica se puede estabilizar en el punto de funcionamiento establecido;

(3) Se elimina el fenómeno de “ignición”.La densidad de defectos de la película aislante preparada es varios órdenes de magnitud menor que la del método de pulverización catódica reactiva con CC;

(4) Una temperatura del sustrato más alta es beneficiosa para mejorar la calidad y la adhesión de la película;

(5) Si la fuente de alimentación es más fácil de igualar el objetivo que la fuente de alimentación de RF.

　　5 、 pulverización catódica reactiva con magnetrón

En el proceso de pulverización catódica, se alimenta el gas de reacción para que reaccione con las partículas pulverizadas y produzca películas compuestas.Puede proporcionar gas reactivo para reaccionar con el objetivo del compuesto de pulverización catódica al mismo tiempo, y también puede proporcionar gas reactivo para reaccionar con el objetivo de metal o aleación de pulverización catódica al mismo tiempo para preparar películas compuestas con una proporción química determinada.

Ventajas de las películas compuestas de pulverización catódica con magnetrón reactivo:

(1) Los materiales objetivo y los gases de reacción utilizados son oxígeno, nitrógeno, hidrocarburos, etc., que generalmente son fáciles de obtener productos de alta pureza, lo que favorece la preparación de películas compuestas de alta pureza;

(2) Ajustando los parámetros del proceso, se pueden preparar películas de compuestos químicos o no químicos, de modo que se puedan ajustar las características de las películas;

(3) La temperatura del sustrato no es alta y existen pocas restricciones sobre el sustrato;

(4) Es adecuado para recubrimientos uniformes de grandes áreas y realiza producción industrial.

En el proceso de pulverización catódica reactiva con magnetrón, es fácil que se produzca la inestabilidad de la pulverización catódica compuesta, que incluye principalmente:

(1) Es difícil preparar objetivos compuestos;

(2) El fenómeno del encendido del arco (descarga del arco) causado por el envenenamiento del objetivo y la inestabilidad del proceso de pulverización catódica;

(3) Baja tasa de deposición por pulverización catódica;

(4) La densidad de defectos de la película es alta.