ปัจจัยใดบ้างที่ส่งผลต่อการเกิดพิษบนเป้าหมายในการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอน?

1. การก่อตัวของสารประกอบโลหะบนพื้นผิวเป้าหมาย
สารประกอบเกิดขึ้นในกระบวนการสร้างสารประกอบจากพื้นผิวโลหะเป้าหมายด้วยกระบวนการสปัตเตอริงแบบปฏิกิริยาที่ใด? เนื่องจากปฏิกิริยาเคมีระหว่างอนุภาคก๊าซที่ทำปฏิกิริยากับอะตอมบนพื้นผิวเป้าหมายจะสร้างอะตอมของสารประกอบ ซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน ความร้อนจากปฏิกิริยาจึงต้องมีวิธีระบายออก มิฉะนั้นปฏิกิริยาเคมีจะไม่สามารถดำเนินต่อไปได้ ภายใต้สภาวะสุญญากาศ การถ่ายเทความร้อนระหว่างก๊าซเป็นไปไม่ได้ ดังนั้นปฏิกิริยาเคมีจึงต้องเกิดขึ้นบนพื้นผิวของแข็ง กระบวนการสปัตเตอริงแบบปฏิกิริยาจะสร้างสารประกอบบนพื้นผิวเป้าหมาย พื้นผิวของวัสดุรองรับ และพื้นผิวโครงสร้างอื่นๆ การสร้างสารประกอบบนพื้นผิวของวัสดุรองรับเป็นเป้าหมาย การสร้างสารประกอบบนพื้นผิวโครงสร้างอื่นๆ เป็นการสิ้นเปลืองทรัพยากร และการสร้างสารประกอบบนพื้นผิวเป้าหมายเริ่มต้นจากการเป็นแหล่งของอะตอมสารประกอบและกลายเป็นอุปสรรคต่อการจัดหาอะตอมสารประกอบเพิ่มเติมอย่างต่อเนื่อง

2. ปัจจัยที่มีผลต่อการวางยาพิษเป้าหมาย
ปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเกิดพิษต่อเป้าหมายคืออัตราส่วนของก๊าซปฏิกิริยาและก๊าซสปัตเตอร์ หากมีก๊าซปฏิกิริยามากเกินไปจะทำให้เป้าหมายเกิดพิษ กระบวนการสปัตเตอร์แบบปฏิกิริยาเกิดขึ้นในบริเวณช่องสปัตเตอร์บนพื้นผิวเป้าหมาย ซึ่งดูเหมือนว่าจะถูกปกคลุมด้วยสารประกอบปฏิกิริยา หรือสารประกอบปฏิกิริยาถูกลอกออกและเผยพื้นผิวโลหะอีกครั้ง หากอัตราการเกิดสารประกอบมากกว่าอัตราการลอกสารประกอบ พื้นที่ปกคลุมด้วยสารประกอบจะเพิ่มขึ้น ที่กำลังไฟระดับหนึ่ง ปริมาณก๊าซปฏิกิริยาที่เกี่ยวข้องกับการเกิดสารประกอบจะเพิ่มขึ้น และอัตราการเกิดสารประกอบก็จะเพิ่มขึ้น หากปริมาณก๊าซปฏิกิริยาเพิ่มขึ้นมากเกินไป พื้นที่ปกคลุมด้วยสารประกอบก็จะเพิ่มขึ้น และหากไม่สามารถปรับอัตราการไหลของก๊าซปฏิกิริยาได้ทันเวลา อัตราการเพิ่มขึ้นของพื้นที่ปกคลุมด้วยสารประกอบจะไม่ถูกยับยั้ง และช่องสปัตเตอร์จะถูกปกคลุมด้วยสารประกอบมากขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเป้าหมายถูกปกคลุมด้วยสารประกอบอย่างสมบูรณ์ เป้าหมายก็จะเกิดพิษโดยสมบูรณ์

3. ปรากฏการณ์การวางยาพิษเป้าหมาย
(1) การสะสมของไอออนบวก: เมื่อเป้าหมายถูกวางยาพิษ ชั้นฟิล์มฉนวนจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวเป้าหมาย ไอออนบวกจะไปถึงพื้นผิวเป้าหมายแคโทดเนื่องจากการปิดกั้นของชั้นฉนวน ไม่ได้เข้าไปในพื้นผิวเป้าหมายแคโทดโดยตรง แต่จะสะสมอยู่บนพื้นผิวเป้าหมาย ทำให้เกิดสนามเย็นและการปล่อยประจุอาร์คได้ง่าย — เกิดการอาร์ค ทำให้การสปัตเตอร์ของแคโทดไม่สามารถดำเนินต่อไปได้
(2) การหายไปของแอโนด: เมื่อเป้าหมายเป็นพิษ ผนังห้องสุญญากาศที่ต่อลงดินก็เกิดการสะสมฟิล์มฉนวนด้วย ทำให้อิเล็กตรอนที่ไปถึงแอโนดไม่สามารถเข้าไปในแอโนดได้ จึงเกิดปรากฏการณ์แอโนดหายไป

4. คำอธิบายทางกายภาพของการวางยาพิษเป้าหมาย
(1) โดยทั่วไป ค่าสัมประสิทธิ์การปล่อยอิเล็กตรอนทุติยภูมิของสารประกอบโลหะจะสูงกว่าของโลหะ หลังจากที่เป้าหมายปนเปื้อน พื้นผิวของเป้าหมายจะเป็นสารประกอบโลหะทั้งหมด และหลังจากถูกไอออนกระแทก จำนวนอิเล็กตรอนทุติยภูมิที่ปล่อยออกมาจะเพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มการนำไฟฟ้าของพื้นที่และลดความต้านทานของพลาสมา ส่งผลให้แรงดันสปัตเตอร์ลดลง ซึ่งจะลดอัตราการสปัตเตอร์ลง โดยทั่วไป แรงดันสปัตเตอร์ของการสปัตเตอร์แบบแมกเนตรอนจะอยู่ระหว่าง 400V-600V และเมื่อเป้าหมายปนเปื้อน แรงดันสปัตเตอร์จะลดลงอย่างมาก
(2) อัตราการสปัตเตอร์ของเป้าหมายโลหะและเป้าหมายสารประกอบเดิมแตกต่างกัน โดยทั่วไปค่าสัมประสิทธิ์การสปัตเตอร์ของโลหะจะสูงกว่าค่าสัมประสิทธิ์การสปัตเตอร์ของสารประกอบ ดังนั้นอัตราการสปัตเตอร์จึงต่ำหลังจากเป้าหมายปนเปื้อน
(3) ประสิทธิภาพการสปัตเตอร์ของก๊าซสปัตเตอร์แบบปฏิกิริยาเดิมต่ำกว่าประสิทธิภาพการสปัตเตอร์ของก๊าซเฉื่อย ดังนั้นอัตราการสปัตเตอร์โดยรวมจะลดลงหลังจากสัดส่วนของก๊าซปฏิกิริยาเพิ่มขึ้น

5. แนวทางแก้ไขกรณีได้รับสารพิษ
(1) ใช้แหล่งจ่ายไฟความถี่ปานกลางหรือแหล่งจ่ายไฟความถี่วิทยุ
(2) ใช้การควบคุมแบบวงปิดของการไหลเข้าของก๊าซปฏิกิริยา
(3) กำหนดเป้าหมายคู่
(4) ควบคุมการเปลี่ยนแปลงโหมดการเคลือบ: ก่อนการเคลือบ จะต้องรวบรวมเส้นโค้งผลของฮิสเทอรีซิสของการวางยาพิษเป้าหมาย เพื่อควบคุมการไหลของอากาศขาเข้าที่ด้านหน้าของการวางยาพิษเป้าหมาย เพื่อให้แน่ใจว่ากระบวนการจะอยู่ในโหมดก่อนที่อัตราการสะสมจะลดลงอย่างรวดเร็วเสมอ

–บทความนี้เผยแพร่โดยบริษัท Guangdong Zhenhua Technology ผู้ผลิตอุปกรณ์เคลือบสุญญากาศ