1. Características del recubrimiento por pulverización catódica
En comparación con el recubrimiento por evaporación al vacío convencional, el recubrimiento por pulverización catódica tiene las siguientes características:
(1) Cualquier sustancia puede ser sometida a pulverización catódica, especialmente elementos y compuestos de alto punto de fusión y baja presión de vapor. Siempre que se trate de un sólido, ya sea un metal, un semiconductor, un aislante, un compuesto, una mezcla, etc., o un bloque, el material granular puede utilizarse como material objetivo. Dado que la pulverización catódica de materiales aislantes y aleaciones como los óxidos produce poca descomposición y fraccionamiento, permite preparar películas delgadas y películas de aleación con componentes uniformes similares a los del material objetivo, e incluso películas superconductoras con composiciones complejas. Además, el método de pulverización catódica reactiva también puede utilizarse para producir películas de compuestos completamente diferentes del material objetivo, como óxidos, nitruros, carburos y siliciuros.
(2) Buena adhesión entre la película pulverizada y el sustrato. Dado que la energía de los átomos pulverizados es de 1 a 2 órdenes de magnitud mayor que la de los átomos evaporados, la conversión energética de las partículas de alta energía depositadas sobre el sustrato genera mayor energía térmica, lo que mejora la adhesión de los átomos pulverizados al sustrato. Una parte de los átomos pulverizados de alta energía se inyectará en diferentes grados, formando una capa de pseudodifusión sobre el sustrato, donde los átomos pulverizados y los átomos del material del sustrato son miscibles entre sí. Además, durante el bombardeo de las partículas pulverizadas, el sustrato se limpia y activa constantemente en la zona de plasma, que elimina los átomos precipitados mal adheridos, purifica y activa la superficie del sustrato. Como resultado, la adhesión de la capa de película pulverizada al sustrato mejora considerablemente.
(3) Alta densidad de recubrimiento por pulverización catódica, menos poros y mayor pureza de la capa de película porque no hay contaminación del crisol, lo cual es inevitable en la deposición de vapor al vacío durante el proceso de recubrimiento por pulverización catódica.
(4) Buen control y repetibilidad del espesor de la película. Dado que la corriente de descarga y la corriente objetivo se pueden controlar por separado durante el recubrimiento por pulverización catódica, el espesor de la película se puede controlar controlando la corriente objetivo. Por lo tanto, la controlabilidad y la reproducibilidad del espesor de la película mediante múltiples pulverizaciones catódicas son buenas, y la película de espesor predeterminado se puede recubrir eficazmente. Además, el recubrimiento por pulverización catódica permite obtener un espesor de película uniforme en un área extensa. Sin embargo, para la tecnología general de recubrimiento por pulverización catódica (principalmente pulverización catódica dipolar), el equipo es complejo y requiere un dispositivo de alta presión; la velocidad de formación de la película en la deposición catódica es baja, la velocidad de deposición por evaporación al vacío es de 0,1 a 5 nm/min, mientras que la velocidad de pulverización catódica es de 0,01 a 0,5 nm/min; el aumento de temperatura del sustrato es alto y vulnerable a las impurezas de gas, etc. No obstante, gracias al desarrollo de la pulverización catódica por RF y la pulverización catódica por magnetrón, se han logrado grandes avances en la rápida deposición catódica y la reducción de la temperatura del sustrato. Además, en los últimos años, se han investigado nuevos métodos de recubrimiento por pulverización catódica, basados en pulverización catódica con magnetrón planar, para minimizar la presión del aire de pulverización hasta alcanzar una pulverización catódica a presión cero, donde la presión del gas de admisión durante la pulverización será cero.
Hora de publicación: 08-nov-2022