Τεχνολογία επίστρωσης με ψεκασμό

1, Χαρακτηριστικά της επίστρωσης με ψεκασμό
Σε σύγκριση με την συμβατική επίστρωση εξάτμισης κενού, η επίστρωση ψεκασμού έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:
(1) Οποιαδήποτε ουσία μπορεί να υποβληθεί σε ψεκασμό, ειδικά στοιχεία και ενώσεις με υψηλό σημείο τήξης και χαμηλή τάση ατμών. Εφόσον είναι στερεό, είτε πρόκειται για μέταλλο, ημιαγωγό, μονωτή, ένωση και μείγμα κ.λπ., είτε πρόκειται για μπλοκ, το κοκκώδες υλικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό-στόχος. Δεδομένου ότι κατά τον ψεκασμό μονωτικών υλικών και κραμάτων όπως τα οξείδια συμβαίνει μικρή αποσύνθεση και κλασμάτωση, αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την παρασκευή λεπτών μεμβρανών και μεμβρανών κραμάτων με ομοιόμορφα συστατικά παρόμοια με αυτά του υλικού-στόχου, ακόμη και υπεραγώγιμων μεμβρανών με σύνθετες συνθέσεις. Επιπλέον, η μέθοδος αντιδραστικής ψεκασμού μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή μεμβρανών ενώσεων εντελώς διαφορετικών από το υλικό-στόχο, όπως οξείδια, νιτρίδια, καρβίδια και πυριτίδια.
(2) Καλή πρόσφυση μεταξύ της ψεκασμένης μεμβράνης και του υποστρώματος. Δεδομένου ότι η ενέργεια των ψεκασμένων ατόμων είναι 1-2 τάξεις μεγέθους υψηλότερη από αυτή των εξατμισμένων ατόμων, η μετατροπή ενέργειας των σωματιδίων υψηλής ενέργειας που εναποτίθενται στο υπόστρωμα παράγει υψηλότερη θερμική ενέργεια, η οποία ενισχύει την πρόσφυση των ψεκασμένων ατόμων στο υπόστρωμα. Ένα μέρος των ψεκασμένων ατόμων υψηλής ενέργειας θα εγχυθεί σε ποικίλους βαθμούς, σχηματίζοντας ένα λεγόμενο στρώμα ψευδοδιάχυσης στο υπόστρωμα όπου τα ψεκασμένα άτομα και τα άτομα του υλικού του υποστρώματος «αναμιγνύονται» μεταξύ τους. Επιπλέον, κατά τη διάρκεια του βομβαρδισμού των ψεκασμένων σωματιδίων, το υπόστρωμα καθαρίζεται και ενεργοποιείται πάντα στη ζώνη πλάσματος, η οποία απομακρύνει τα άτομα που έχουν προσκολληθεί με κακή πρόσφυση, καθαρίζει και ενεργοποιεί την επιφάνεια του υποστρώματος. Ως αποτέλεσμα, η πρόσφυση του στρώματος της ψεκασμένης μεμβράνης στο υπόστρωμα ενισχύεται σημαντικά.
(3) Υψηλή πυκνότητα επικάλυψης με ψεκασμό, λιγότερες οπές και υψηλότερη καθαρότητα του στρώματος μεμβράνης επειδή δεν υπάρχει μόλυνση από το χωνευτήριο, η οποία είναι αναπόφευκτη στην εναπόθεση ατμών κενού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας επικάλυψης με ψεκασμό.
(4) Καλή δυνατότητα ελέγχου και επαναληψιμότητας του πάχους της μεμβράνης. Δεδομένου ότι το ρεύμα εκκένωσης και το ρεύμα-στόχος μπορούν να ελέγχονται ξεχωριστά κατά την επίστρωση με ψεκασμό, το πάχος της μεμβράνης μπορεί να ελεγχθεί ελέγχοντας το ρεύμα-στόχο, επομένως, η δυνατότητα ελέγχου του πάχους της μεμβράνης και η αναπαραγωγιμότητα του πάχους της μεμβράνης με πολλαπλό ψεκασμό της επίστρωσης με ψεκασμό είναι καλές, και η μεμβράνη προκαθορισμένου πάχους μπορεί να επικαλυφθεί αποτελεσματικά. Επιπλέον, η επίστρωση με ψεκασμό μπορεί να επιτύχει ομοιόμορφο πάχος μεμβράνης σε μεγάλη περιοχή. Ωστόσο, για τη γενική τεχνολογία επίστρωσης με ψεκασμό (κυρίως διπολικός ψεκασμός), ο εξοπλισμός είναι περίπλοκος και απαιτεί συσκευή υψηλής πίεσης. Η ταχύτητα σχηματισμού μεμβράνης της εναπόθεσης με ψεκασμό είναι χαμηλή, ο ρυθμός εναπόθεσης με εξάτμιση κενού είναι 0,1~5nm/min, ενώ ο ρυθμός ψεκασμού είναι 0,01~0,5nm/min. Η αύξηση της θερμοκρασίας του υποστρώματος είναι υψηλή και ευάλωτη σε αέρια προσμίξεων κ.λπ. Ωστόσο, λόγω της ανάπτυξης της τεχνολογίας ψεκασμού RF και μαγνητρονικού ψεκασμού, έχει επιτευχθεί μεγάλη πρόοδος στην επίτευξη γρήγορης εναπόθεσης με ψεκασμό και στη μείωση της θερμοκρασίας του υποστρώματος. Επιπλέον, τα τελευταία χρόνια, διερευνώνται νέες μέθοδοι επίστρωσης με ψεκασμό – βασισμένες στον επίπεδο μαγνητρονικό ψεκασμό – για την ελαχιστοποίηση της πίεσης του αέρα ψεκασμού μέχρι τον ψεκασμό μηδενικής πίεσης, όπου η πίεση του αερίου εισαγωγής κατά τον ψεκασμό θα είναι μηδενική.