Распыление — это явление, при котором энергетические частицы (обычно положительные ионы газов) попадают на поверхность твердого тела (далее называемого мишенью), вызывая отрыв атомов (или молекул) с поверхности мишени от нее.
Это явление было обнаружено Гроувом в 1842 году, когда катодный материал мигрировал к стенке вакуумной трубки во время эксперимента по изучению катодной коррозии. Этот метод магнетронного распыления для осаждения тонких пленок на подложку был открыт в 1877 году. Из-за использования этого метода осаждение тонких пленок на ранних стадиях характеризуется низкой скоростью распыления, медленной скоростью пленки, необходимостью установки в устройство высокого давления и прохождения через эффективный газ, а также рядом других проблем, поэтому развитие было очень медленным и практически искоренено, и он применялся лишь в небольшом количестве случаев для химически активных драгоценных металлов, тугоплавких металлов, диэлектриков и химических соединений. До 1970-х годов, благодаря появлению технологии магнетронного распыления, технология нанесения покрытий методом магнетронного распыления быстро развивалась и начала возрождаться. Это объясняется тем, что метод магнетронного распыления может быть ограничен ортогональным электромагнитным полем, воздействующим на электроны, что увеличивает вероятность столкновения электронов с молекулами газа. Это не только снижает напряжение, подаваемое на катод, но и повышает скорость распыления положительных ионов на целевой катод, уменьшая вероятность бомбардировки подложки электронами и, следовательно, снижая ее температуру. Таким образом, достигается сочетание двух основных характеристик: «высокая скорость и низкая температура».
Хотя эта технология появилась всего несколько десятилетий назад, в 1980-х годах она вырвалась из лабораторных условий и действительно вошла в область промышленного массового производства. С дальнейшим развитием науки и техники, в последние годы в области магнетронного распыления и внедрения ионно-лучевого распыления, использование широкого пучка сильноточных ионных источников в сочетании с модуляцией магнитного поля и сочетание с традиционным дипольным распылением создали новый режим распыления; а также было внедрено использование среднечастотного переменного тока для питания мишени магнетронного распылителя. Эта технология среднечастотного переменного тока магнетронного распыления, называемая двухмишенным распылением, не только устраняет эффект «исчезновения» анода, но и решает проблему «отравления» катода, что значительно повышает стабильность магнетронного распыления и обеспечивает прочную основу для промышленного производства сложных тонких пленок. В последние годы напыление стало перспективной технологией получения пленок, активно используемой в области вакуумного напыления.
– Данная статья опубликованапроизводитель вакуумных напыляемых машинГуандун Чжэньхуа
Дата публикации: 05.12.2023