Особенности нанесения покрытий методом магнетронного распыления. Глава 1.

По сравнению с другими технологиями нанесения покрытий, магнетронное напыление обладает следующими существенными особенностями: большой динамический диапазон регулировки рабочих параметров, легкое управление скоростью осаждения и толщиной покрытия (состоянием области нанесения покрытия), отсутствие ограничений на геометрию мишени для обеспечения однородности покрытия; отсутствие проблемы образования капель в пленочном слое: в качестве материала мишени можно использовать практически все металлы, сплавы и керамические материалы; с помощью магнетронного напыления постоянного или высокого напряжения можно получать покрытия из чистых металлов или сплавов с точными и постоянными пропорциями, а также пленки, полученные в результате реакции металлов с участием газа, что позволяет удовлетворить разнообразные и высокоточные требования к пленкам. Типичные параметры процесса магнетронного напыления: рабочее давление 1 Па; напряжение мишени 300–700 В, плотность мощности мишени 1–36 Вт/см². Специфические характеристики магнетронного напыления:

(1) Высокая скорость осаждения. Благодаря использованию электродов можно получить очень большие токи ионов бомбардировки мишени, поэтому скорость травления распылением на поверхности мишени и скорость осаждения пленки на поверхности подложки высоки.

(2) Высокая энергетическая эффективность. Вероятность столкновения низкоэнергетических электронов с атомами газа высока, поэтому скорость ионизации газа значительно возрастает. Соответственно, импеданс разрядного газа (или плазмы) значительно снижается. Поэтому, по сравнению с двухполюсным распылением постоянного тока, даже если рабочее давление снижается с 1~10 Па до 10⁻²~10⁻¹ Па, напряжение распыления уменьшается с нескольких тысяч вольт до сотен вольт, а эффективность распыления и скорость осаждения увеличиваются на порядки.

(3) Низкоэнергетическое распыление. Из-за низкого напряжения катода, приложенного к мишени, плазма удерживается в пространстве вблизи катода магнитным полем, что препятствует падению высокоэнергетических заряженных частиц на боковые стороны подложки. Поэтому степень повреждения, вызванного бомбардировкой заряженными частицами подложек, таких как полупроводниковые приборы, ниже, чем при других методах распыления.

– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа.