Ini dapat dibagi menjadi sputtering magnetron DC dan sputtering magnetron RF.
Metode sputtering DC mensyaratkan bahwa target dapat mentransfer muatan positif yang diperoleh dari proses pemboman ion ke katoda yang bersentuhan dekat dengannya, dan kemudian metode ini hanya dapat memercikkan data konduktor, yang tidak cocok untuk data isolasi, karena muatan ion di permukaan tidak dapat dinetralkan ketika membombardir target isolasi, yang akan menyebabkan peningkatan potensi pada permukaan target, dan hampir semua tegangan yang diberikan diterapkan ke target, sehingga kemungkinan terjadinya percepatan ion dan ionisasi antara keduanya. dua kutub akan berkurang, atau bahkan tidak dapat terionisasi, Hal ini menyebabkan kegagalan pelepasan terus menerus, bahkan gangguan pelepasan dan gangguan sputtering.Oleh karena itu, sputtering frekuensi radio (RF) harus digunakan untuk target isolasi atau target non-logam dengan konduktivitas yang buruk.
Proses sputtering melibatkan proses hamburan yang kompleks dan berbagai proses transfer energi: pertama, partikel datang bertabrakan secara elastis dengan atom target, dan sebagian energi kinetik partikel datang akan ditransfer ke atom target.Energi kinetik beberapa atom target melebihi penghalang potensial yang dibentuk oleh atom lain di sekitarnya (5-10ev untuk logam), dan kemudian mereka tersingkir dari kisi kisi untuk menghasilkan atom di luar lokasi, dan selanjutnya tumbukan berulang dengan atom yang berdekatan , menghasilkan kaskade tabrakan.Ketika rangkaian tumbukan ini mencapai permukaan target, jika energi kinetik atom yang dekat dengan permukaan target lebih besar dari energi ikat permukaan (1-6ev untuk logam), atom-atom ini akan terpisah dari permukaan target. dan masuk ke ruang hampa.
Lapisan sputtering adalah keterampilan menggunakan partikel bermuatan untuk membombardir permukaan target dalam ruang hampa agar partikel yang dibombardir menumpuk di substrat.Biasanya, pelepasan pijar gas inert bertekanan rendah digunakan untuk menghasilkan ion-ion yang datang.Target katoda terbuat dari bahan pelapis, substrat digunakan sebagai anoda, argon 0,1-10pa atau gas inert lainnya dimasukkan ke dalam ruang vakum, dan pelepasan cahaya terjadi di bawah aksi katoda (target) 1-3kv DC negatif tinggi tegangan atau tegangan RF 13,56MHz.Ion argon terionisasi membombardir permukaan target, menyebabkan atom target terciprat dan terakumulasi pada substrat membentuk lapisan tipis.Saat ini, ada banyak metode sputtering, terutama termasuk sputtering sekunder, sputtering tersier atau kuaterner, sputtering magnetron, sputtering target, sputtering RF, sputtering bias, sputtering RF komunikasi asimetris, sputtering berkas ion, dan sputtering reaktif.
Karena atom-atom yang tergagap terciprat setelah bertukar energi kinetik dengan ion positif dengan energi puluhan elektron volt, atom-atom yang tergagap memiliki energi yang tinggi, yang kondusif untuk meningkatkan kemampuan dispersi atom selama penumpukan, meningkatkan kehalusan susunan tumpukan, dan membuat film yang disiapkan memiliki daya rekat yang kuat dengan substrat.
Selama sputtering, setelah gas terionisasi, ion gas terbang ke target yang terhubung ke katoda di bawah aksi medan listrik, dan elektron terbang ke rongga dinding ground dan substrat.Dengan cara ini, di bawah tegangan rendah dan tekanan rendah, jumlah ionnya kecil dan daya sputtering targetnya rendah;Pada tegangan tinggi dan tekanan tinggi, meskipun lebih banyak ion dapat terjadi, elektron yang terbang ke substrat memiliki energi tinggi, yang mudah memanaskan substrat dan bahkan sputtering sekunder, sehingga mempengaruhi kualitas film.Selain itu, kemungkinan terjadinya tumbukan antara atom target dan molekul gas dalam proses terbang menuju substrat juga sangat meningkat.Oleh karena itu, akan tersebar ke seluruh rongga, yang tidak hanya akan menyia-nyiakan target, tetapi juga mencemari setiap lapisan selama pembuatan film multilayer.
Untuk mengatasi kekurangan di atas, teknologi sputtering magnetron DC dikembangkan pada tahun 1970-an.Ini secara efektif mengatasi kekurangan laju sputtering katoda yang rendah dan peningkatan suhu substrat yang disebabkan oleh elektron.Oleh karena itu, telah berkembang pesat dan digunakan secara luas.
Prinsipnya sebagai berikut: pada magnetron sputtering, karena elektron yang bergerak dikenai gaya Lorentz dalam medan magnet, orbit geraknya akan berliku-liku atau bahkan gerak spiral, dan jalur geraknya menjadi lebih panjang.Oleh karena itu, jumlah tumbukan dengan molekul gas yang bekerja meningkat, sehingga kepadatan plasma meningkat, dan kemudian laju sputtering magnetron meningkat pesat, dan dapat bekerja pada tegangan dan tekanan sputtering yang lebih rendah untuk mengurangi kecenderungan polusi film;Di sisi lain, ini juga meningkatkan energi atom yang mengenai permukaan substrat, sehingga kualitas film dapat ditingkatkan secara signifikan.Pada saat yang sama, ketika elektron yang kehilangan energi melalui tumbukan berulang kali mencapai anoda, elektron tersebut menjadi elektron berenergi rendah, dan substrat tidak akan terlalu panas.Oleh karena itu, sputtering magnetron memiliki keunggulan “kecepatan tinggi” dan “suhu rendah”.Kerugian dari metode ini adalah bahwa film isolator tidak dapat disiapkan, dan medan magnet yang tidak merata yang digunakan dalam elektroda magnetron akan menyebabkan pengetsaan target yang tidak merata, sehingga tingkat pemanfaatan target menjadi rendah, yang umumnya hanya 20% – 30 %.
Waktu posting: 16 Mei-2022