เทคโนโลยีการเคลือบสปัตเตอร์ริ่ง

1、คุณสมบัติของการเคลือบสปัตเตอร์
เมื่อเปรียบเทียบกับการเคลือบผิวด้วยการระเหยด้วยสุญญากาศทั่วไป การเคลือบสปัตเตอร์ริ่งมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
(1) สารใด ๆ สามารถสปัตเตอร์ได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งจุดหลอมเหลวสูง ธาตุและสารประกอบที่มีความดันไอต่ำตราบใดที่ยังเป็นของแข็ง ไม่ว่าจะเป็นโลหะ สารกึ่งตัวนำ ฉนวน สารประกอบและของผสม ฯลฯ ไม่ว่าจะเป็นบล็อก วัสดุเม็ดสามารถใช้เป็นวัสดุเป้าหมายได้เนื่องจากการสลายตัวและการแยกส่วนเพียงเล็กน้อยเกิดขึ้นเมื่อวัสดุฉนวนและอัลลอยด์สปัตเตอริง เช่น ออกไซด์ จึงสามารถใช้ในการเตรียมฟิล์มบางและฟิล์มอัลลอยด์ที่มีส่วนประกอบเหมือนกันกับวัสดุเป้าหมาย และแม้แต่ฟิล์มตัวนำยิ่งยวดที่มีองค์ประกอบซับซ้อน' นอกจากนี้ นอกจากนี้ยังสามารถใช้วิธีการสปัตเตอริงแบบรีแอคทีฟเพื่อผลิตฟิล์มของสารประกอบที่แตกต่างจากวัสดุเป้าหมายอย่างสิ้นเชิง เช่น ออกไซด์ ไนไตรด์ คาร์ไบด์ และซิลิไซด์
(2) การยึดเกาะที่ดีระหว่างฟิล์มที่สปัตเตอร์กับพื้นผิวเนื่องจากพลังงานของอะตอมที่สปัตเตอร์มีค่าสูงกว่าอะตอมที่ระเหย 1-2 ออร์เดอร์ การแปลงพลังงานของอนุภาคพลังงานสูงที่สะสมบนซับสเตรตจะสร้างพลังงานความร้อนที่สูงกว่า ซึ่งช่วยเพิ่มการยึดเกาะของอะตอมที่สปัตเตอร์กับซับสเตรตส่วนหนึ่งของอะตอมที่ถูกสปัตเตอร์พลังงานสูงจะถูกฉีดเข้าไปในองศาต่างๆ กัน ก่อตัวเป็นชั้นที่เรียกว่าการแพร่กระจายเทียมบนซับสเตรตซึ่งอะตอมของสปัตเตอร์และอะตอมของวัสดุซับสเตรต "ผสม" ซึ่งกันและกันนอกจากนี้ ในระหว่างการระดมยิงอนุภาคสปัตเตอริง สารตั้งต้นจะถูกทำความสะอาดและเปิดใช้งานเสมอในพลาสมาโซน ซึ่งจะกำจัดอะตอมที่ตกตะกอนที่เกาะติดไม่ดีออก ทำให้บริสุทธิ์และกระตุ้นพื้นผิวของสารตั้งต้นเป็นผลให้การยึดเกาะของชั้นฟิล์มสปัตเตอร์กับพื้นผิวเพิ่มขึ้นอย่างมาก
(3) การเคลือบสปัตเตอร์มีความหนาแน่นสูง รูเข็มน้อยลง และชั้นฟิล์มมีความบริสุทธิ์สูงขึ้นเนื่องจากไม่มีการปนเปื้อนของเบ้าหลอม ซึ่งเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ในการสะสมของไอสุญญากาศในระหว่างกระบวนการเคลือบสปัตเตอร์
(4) การควบคุมที่ดีและการทำซ้ำของความหนาของฟิล์มเนื่องจากกระแสปล่อยและกระแสเป้าหมายสามารถควบคุมแยกกันระหว่างการเคลือบสปัตเตอร์ ความหนาของฟิล์มจึงสามารถควบคุมได้โดยการควบคุมกระแสเป้าหมาย ดังนั้น ความสามารถในการควบคุมความหนาของฟิล์มและความสามารถในการทำซ้ำของความหนาของฟิล์มโดยการสปัตเตอร์เคลือบหลายครั้งจึงเป็นสิ่งที่ดี และสามารถเคลือบฟิล์มที่มีความหนาที่กำหนดไว้ล่วงหน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพนอกจากนี้ การเคลือบสปัตเตอร์ยังสามารถทำให้ฟิล์มมีความหนาสม่ำเสมอทั่วพื้นที่ขนาดใหญ่อย่างไรก็ตาม สำหรับเทคโนโลยีการเคลือบสปัตเตอร์ทั่วไป (ส่วนใหญ่คือไดโพลสปัตเตอร์) อุปกรณ์มีความซับซ้อนและต้องใช้อุปกรณ์แรงดันสูงความเร็วการก่อตัวของฟิล์มของการสะสมสปัตเตอร์ต่ำ อัตราการสะสมของการระเหยของสุญญากาศคือ 0.1~5 นาโนเมตร/นาที ในขณะที่อัตราการสปัตเตอร์อยู่ที่ 0.01~0.5 นาโนเมตร/นาทีอุณหภูมิของพื้นผิวจะสูงขึ้นและมีความเสี่ยงต่อก๊าซที่ไม่บริสุทธิ์ ฯลฯ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการพัฒนาของเทคโนโลยีสปัตเตอร์ RF และแมกนีตรอน ทำให้มีความก้าวหน้าอย่างมากในการบรรลุการสะสมของสปัตเตอร์อย่างรวดเร็วและลดอุณหภูมิของพื้นผิวยิ่งไปกว่านั้น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการตรวจสอบวิธีการเคลือบสปัตเตอร์แบบใหม่โดยใช้ระนาบแมกนีตรอนสปัตเตอร์ เพื่อลดความดันอากาศสปัตเตอร์ให้เหลือน้อยที่สุดจนกระทั่งการสปัตเตอร์แรงดันเป็นศูนย์ ซึ่งความดันของก๊าซไอดีระหว่างการสปัตเตอร์จะเป็นศูนย์