1. Funksjoner ved sputterbelegg
Sammenlignet med konvensjonelt vakuumfordampningsbelegg har sputterbelegg følgende egenskaper:
(1) Ethvert stoff kan forstøves, spesielt elementer og forbindelser med høyt smeltepunkt og lavt damptrykk. Så lenge det er et fast stoff, enten det er et metall, en halvleder, en isolator, en forbindelse og en blanding, osv., eller en blokk, kan granulært materiale brukes som målmateriale. Siden det skjer lite dekomponering og fraksjonering ved forstøving av isolerende materialer og legeringer som oksider, kan de brukes til å fremstille tynne filmer og legeringsfilmer med ensartede komponenter som ligner på målmaterialets, og til og med superledende filmer med komplekse sammensetninger. I tillegg kan den reaktive forstøvningsmetoden også brukes til å produsere filmer av forbindelser som er helt forskjellige fra målmaterialet, for eksempel oksider, nitrider, karbider og silicider.
(2) God adhesjon mellom den sputterte filmen og substratet. Siden energien til de sputterte atomene er 1–2 størrelsesordener høyere enn for fordampede atomer, genererer energiomdanningen av høyenergipartikler som er avsatt på substratet høyere termisk energi, noe som forbedrer adhesjonen av de sputterte atomene til substratet. En del av de høyenergisputterte atomene vil bli injisert i varierende grad, og danne et såkalt pseudodiffusjonslag på substratet der de sputterte atomene og atomene i substratmaterialet "blandes" med hverandre. I tillegg, under bombardementet av sputterpartiklene, blir substratet alltid renset og aktivert i plasmasonen, noe som fjerner de dårlig adherte utfelte atomene, renser og aktiverer substratoverflaten. Som et resultat forbedres adhesjonen av det sputterte filmlaget til substratet betraktelig.
(3) Høy tetthet av sputterbelegg, færre nålehull og høyere renhet i filmlaget fordi det ikke er noen forurensning fra digelen, noe som er uunngåelig ved vakuumdampavsetning under sputterbeleggprosessen.
(4) God kontrollerbarhet og repeterbarhet av filmtykkelse. Siden utladningsstrømmen og målstrømmen kan kontrolleres separat under sputterbelegg, kan filmtykkelsen kontrolleres ved å kontrollere målstrømmen. Dermed er kontrollerbarheten av filmtykkelsen og reproduserbarheten av filmtykkelsen ved flere sputteringer av sputterbelegget god, og filmen med forhåndsbestemt tykkelse kan belegges effektivt. I tillegg kan sputterbelegg oppnå en jevn filmtykkelse over et stort område. For generell sputterbeleggsteknologi (hovedsakelig dipolsputtering) er imidlertid utstyret komplisert og krever høytrykksanordning. Filmdannelseshastigheten ved sputteravsetning er lav, vakuumfordampningsavsetningshastigheten er 0,1~5 nm/min, mens sputterhastigheten er 0,01~0,5 nm/min. Substrattemperaturøkningen er høy og sårbar for uren gass, etc. På grunn av utviklingen av RF-sputtering og magnetronsputteringteknologi har det imidlertid blitt gjort store fremskritt når det gjelder å oppnå rask sputteravsetning og redusere substrattemperaturen. I tillegg har nye metoder for sputterbelegg blitt undersøkt de siste årene – basert på plan magnetronsputtering – for å minimere sputterlufttrykket inntil nulltrykkssputtering der trykket i inntaksgassen under sputtering vil være null.
Publisert: 08. november 2022