1、Caratteristiche del rivestimento a sputtering
Rispetto al rivestimento convenzionale mediante evaporazione sotto vuoto, il rivestimento mediante 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 sia un solido, che si tratti di un metallo, un semiconduttore, un isolante, un composto o una miscela, ecc., sia esso un blocco o un materiale granulare può essere utilizzato come materiale bersaglio. Poiché durante lo sputtering di materiali isolanti e leghe come gli ossidi si verificano poca decomposizione e frazionamento, questi possono essere utilizzati per preparare film sottili e film di lega con componenti uniformi simili a quelli del materiale bersaglio, 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 bersaglio, come ossidi, nitruri, carburi e siliciuri.
(2) Buona adesione tra il film depositato per sputtering e il substrato. Poiché l'energia degli atomi depositati per sputtering 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 depositati per sputtering al substrato. Una parte degli atomi ad alta energia depositati per sputtering verrà iniettata in misura variabile, formando un cosiddetto strato di pseudo-diffusione sul substrato, dove gli atomi depositati per sputtering e gli atomi del materiale del substrato sono "miscibili" tra loro. Inoltre, durante il bombardamento delle particelle di sputtering, il substrato viene sempre 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 depositato per sputtering al substrato risulta notevolmente migliorata.
(3) Elevata densità del rivestimento sputter, meno fori e maggiore purezza dello strato di film poiché non vi è contaminazione del crogiolo, che è inevitabile nella deposizione di vapore sotto vuoto durante il processo di rivestimento sputter.
(4) Buona controllabilità e ripetibilità dello spessore del film. Poiché la corrente di scarica e la corrente del bersaglio possono essere controllate separatamente durante il rivestimento per sputtering, lo spessore del film può essere controllato controllando la corrente del bersaglio, quindi la controllabilità dello spessore del film e la riproducibilità dello spessore del film mediante sputtering multiplo del rivestimento per sputtering sono buone e il film di spessore predeterminato può essere rivestito efficacemente. Inoltre, il rivestimento per sputtering può ottenere uno spessore del film uniforme su una grande area. Tuttavia, per la tecnologia di rivestimento per sputtering generale (principalmente sputtering dipolare), l'apparecchiatura è complessa e richiede un dispositivo ad alta pressione; la velocità di formazione del film di deposizione per sputtering è bassa, la velocità di deposizione per evaporazione sotto vuoto è 0,1~5 nm/min, mentre la velocità di sputtering è 0,01~0,5 nm/min; l'aumento della temperatura del substrato è elevato e vulnerabile ai gas impuri, ecc. Tuttavia, grazie allo sviluppo della tecnologia di sputtering RF e sputtering magnetron, sono stati ottenuti grandi progressi nel raggiungimento di una deposizione per sputtering veloce e nella riduzione della temperatura del substrato. Inoltre, negli ultimi anni si stanno studiando nuovi metodi di rivestimento per sputtering – basati sullo sputtering a magnetron planare – per ridurre al minimo la pressione dell'aria di sputtering fino ad arrivare allo sputtering a pressione zero, in cui la pressione del gas di aspirazione durante lo sputtering sarà pari a zero.
Data di pubblicazione: 8 novembre 2022