Im Vergleich zu anderen Beschichtungstechnologien weist die Sputterbeschichtung folgende wesentliche Merkmale auf: Die Arbeitsparameter bieten einen großen dynamischen Einstellbereich, Beschichtungsgeschwindigkeit und -dicke (Zustand der Beschichtungsfläche) lassen sich leicht steuern, und es bestehen keine Einschränkungen hinsichtlich der Geometrie des Sputtertargets, um eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten. Die Schichtbildung ist frei von Tröpfchenpartikeln: Nahezu alle Metalle, Legierungen und Keramiken können als Targetmaterialien verwendet werden. Mittels DC- oder HF-Sputtern lassen sich reine Metall- oder Legierungsbeschichtungen mit präzisen und konstanten Anteilen sowie Metallreaktionsfilme mit Gasbeteiligung erzeugen, um den vielfältigen und hohen Präzisionsanforderungen an Schichten gerecht zu werden. Typische Prozessparameter der Sputterbeschichtung sind: ein Arbeitsdruck von 0,1 Pa, eine Targetspannung von 300–700 V und eine Targetleistungsdichte von 1–36 W/cm². Spezifische Merkmale des Sputterns sind:
(1) Hohe Abscheidungsrate. Durch die Verwendung von Elektroden lassen sich sehr hohe Ionenströme beim Targetbeschuss erzielen, wodurch die Sputterätzrate auf der Targetoberfläche und die Filmbeschichtungsrate auf der Substratoberfläche hoch sind.
(2) Hohe Leistungseffizienz. Die Kollisionswahrscheinlichkeit zwischen niederenergetischen Elektronen und Gasatomen ist hoch, wodurch die Ionisierungsrate des Gases stark erhöht wird. Entsprechend wird die Impedanz des Entladungsgases (bzw. des Plasmas) stark reduziert. Daher kann im Vergleich zum DC-Zweipol-Sputtern selbst bei einer Reduzierung des Arbeitsdrucks von 1–10 Pa auf 10⁻²–10⁻¹ Pa die Sputterspannung von mehreren tausend Volt auf Hunderte von Volt gesenkt werden, während die Sputtereffizienz und die Abscheidungsrate um Größenordnungen steigen.
(3) Niedrigenergetisches Sputtern. Aufgrund der niedrigen Kathodenspannung am Target wird das Plasma durch ein Magnetfeld im Raum nahe der Kathode gehalten. Dies verhindert den Auftreffen hochenergetischer geladener Teilchen auf die Substratseite. Daher ist der durch den Beschuss geladener Teilchen verursachte Schaden an Substraten wie Halbleiterbauelementen geringer als bei anderen Sputterverfahren.
–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsmaschinenGuangdong Zhenhua.
Veröffentlichungsdatum: 08.09.2023