1. Características del recubrimiento por pulverización catódica
En comparación con el recubrimiento por evaporación al vacío convencional, el recubrimiento por pulverización catódica presenta las siguientes características:
(1) Cualquier sustancia puede ser pulverizada, especialmente elementos y compuestos de alto punto de fusión y baja presión de vapor. Siempre que sea un sólido, ya sea un metal, semiconductor, aislante, compuesto o mezcla, etc., ya sea en bloque o granular, puede usarse como material objetivo. Dado que ocurre poca descomposición y fraccionamiento al pulverizar materiales aislantes y aleaciones como óxidos, estos pueden usarse para 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 reactiva también puede usarse 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 de energía de las partículas de alta energía depositadas en el sustrato genera mayor energía térmica, lo que mejora la adhesión de los átomos pulverizados al sustrato. Una porción de los átomos pulverizados de alta energía se inyectará en diferentes grados, formando una denominada capa de pseudodifusión en el sustrato donde los átomos pulverizados y los átomos del material del sustrato son miscibles entre sí. Además, durante el bombardeo de las partículas de pulverización, el sustrato se limpia y activa en la zona de plasma, lo que elimina los átomos precipitados con baja adhesión, purifica y activa la superficie del sustrato. Como resultado, la adhesión de la capa de película pulverizada al sustrato mejora notablemente.
(3) Alta densidad del recubrimiento por pulverización catódica, menos poros y mayor pureza de la capa de película debido a que no hay contaminación del crisol, que es inevitable en la deposición de vapor al vacío durante el proceso de recubrimiento por pulverización catódica.
(4) Buena controlabilidad y repetibilidad del espesor de la película. Dado que la corriente de descarga y la corriente del objetivo se pueden controlar por separado durante el recubrimiento por pulverización catódica, el espesor de la película se puede controlar controlando la corriente del objetivo, por lo que la controlabilidad del espesor de la película y la reproducibilidad del espesor de la película mediante múltiples pulverizaciones catódicas del recubrimiento por pulverización catódica son buenas, y se puede recubrir eficazmente la película de espesor predeterminado. Además, el recubrimiento por pulverización catódica puede obtener un espesor de película uniforme en una gran área. Sin embargo, para la tecnología general de recubrimiento por pulverización catódica (principalmente pulverización catódica dipolar), el equipo es complicado y requiere un dispositivo de alta presión; la velocidad de formación de la película de deposición por pulverización catódica es baja, la tasa de deposición por evaporación al vacío es de 0,1~5 nm/min, mientras que la tasa de pulverización catódica es de 0,01~0,5 nm/min; el aumento de temperatura del sustrato es alto y vulnerable a gases de impurezas, etc. Sin embargo, debido al desarrollo de la tecnología de pulverización catódica por RF y pulverización catódica por magnetrón, se ha obtenido un gran progreso en lograr una deposición por pulverización catódica rápida y reducir la temperatura del sustrato. Además, en los últimos años se están investigando nuevos métodos de recubrimiento por pulverización catódica, basados en la pulverización catódica con magnetrón planar, para minimizar la presión del aire de pulverización hasta lograr una pulverización a presión cero, donde la presión del gas de entrada durante la pulverización será cero.
Fecha de publicación: 8 de noviembre de 2022