1. Caratteristiche del rivestimento sputtering
Rispetto al rivestimento per evaporazione sotto vuoto convenzionale, il rivestimento per sputtering presenta le seguenti caratteristiche:
(1) Qualsiasi sostanza può essere sottoposta a sputtering, in particolare elementi e composti ad alto punto di fusione e bassa pressione di vapore. Purché si tratti di un solido, che si tratti di un metallo, un semiconduttore, un isolante, un composto o una miscela, ecc., o di un blocco, un materiale granulare può essere utilizzato come materiale target. Poiché durante lo sputtering di materiali isolanti e leghe come gli ossidi si verificano una minima decomposizione e frazionamento, questi possono essere utilizzati per preparare film sottili e film di lega con componenti uniformi simili a quelli del materiale target, e persino film superconduttori con composizioni complesse. Inoltre, il metodo di sputtering reattivo può essere utilizzato anche per produrre film di composti completamente diversi dal materiale target, come ossidi, nitruri, carburi e siliciuri.
(2) Buona adesione tra il film spruzzato e il substrato. Poiché l'energia degli atomi spruzzati è di 1-2 ordini di grandezza superiore a quella degli atomi evaporati, la conversione energetica delle particelle ad alta energia depositate sul substrato genera una maggiore energia termica, che migliora l'adesione degli atomi spruzzati al substrato. Una parte degli atomi ad alta energia spruzzati verrà iniettata in gradi variabili, formando un cosiddetto strato di pseudo-diffusione sul substrato, in cui gli atomi spruzzati e gli atomi del materiale del substrato risultano "miscibili" tra loro. Inoltre, durante il bombardamento delle particelle di sputtering, il substrato viene costantemente pulito e attivato nella zona del plasma, che rimuove gli atomi precipitati scarsamente aderenti, purifica e attiva la superficie del substrato. Di conseguenza, l'adesione dello strato di film spruzzato al substrato risulta notevolmente migliorata.
(3) Elevata densità del rivestimento mediante sputtering, meno fori e maggiore purezza dello strato di pellicola poiché non vi è contaminazione del crogiolo, inevitabile nella deposizione di vapore sotto vuoto durante il processo di rivestimento mediante sputtering.
(4) Buona controllabilità e ripetibilità dello spessore del film. Poiché la corrente di scarica e la corrente target possono essere controllate separatamente durante il rivestimento mediante sputtering, lo spessore del film può essere controllato controllando la corrente target, quindi la controllabilità dello spessore del film e la riproducibilità dello spessore del film mediante sputtering multiplo del rivestimento sono buone, e il film di spessore predeterminato può essere rivestito efficacemente. Inoltre, il rivestimento mediante sputtering può ottenere uno spessore del film uniforme su un'ampia area. Tuttavia, per la tecnologia di rivestimento mediante sputtering generale (principalmente sputtering dipolare), l'apparecchiatura è complessa e richiede dispositivi ad alta pressione; la velocità di formazione del film durante la deposizione mediante sputtering è bassa, la velocità di deposizione per evaporazione sotto vuoto è di 0,1~5 nm/min, mentre la velocità di sputtering è di 0,01~0,5 nm/min; l'aumento di temperatura del substrato è elevato e vulnerabile alle impurità gassose, ecc. Tuttavia, grazie allo sviluppo della tecnologia di sputtering RF e di sputtering magnetron, sono stati ottenuti grandi progressi nel raggiungimento di una deposizione mediante sputtering rapida e nella riduzione della temperatura del substrato. Inoltre, negli ultimi anni sono stati studiati nuovi metodi di rivestimento mediante sputtering, basati sullo sputtering magnetron planare, per ridurre al minimo la pressione dell'aria di sputtering fino allo sputtering a pressione zero, in cui la pressione del gas di aspirazione durante lo sputtering sarà pari a zero.
Data di pubblicazione: 08-11-2022