Công nghệ phủ phun

1、Đặc điểm của lớp phủ phun
So với lớp phủ bay hơi chân không thông thường, lớp phủ phun có các đặc điểm sau:
(1) Bất kỳ chất nào cũng có thể được phun, đặc biệt là các nguyên tố và hợp chất có điểm nóng chảy cao, áp suất hơi thấp. Miễn là chất rắn, cho dù là kim loại, chất bán dẫn, chất cách điện, hợp chất và hỗn hợp, v.v., cho dù là khối, vật liệu dạng hạt đều có thể được sử dụng làm vật liệu mục tiêu. Vì ít phân hủy và phân đoạn xảy ra khi phun các vật liệu cách điện và hợp kim như oxit, nên chúng có thể được sử dụng để chế tạo màng mỏng và màng hợp kim có thành phần đồng nhất tương tự như vật liệu mục tiêu và thậm chí là màng siêu dẫn có thành phần phức tạp. Ngoài ra, phương pháp phun phản ứng cũng có thể được sử dụng để sản xuất màng hợp chất hoàn toàn khác với vật liệu mục tiêu, chẳng hạn như oxit, nitrua, cacbua và silicide.
(2) Độ bám dính tốt giữa màng phun và chất nền. Vì năng lượng của các nguyên tử phun cao hơn 1-2 bậc độ lớn so với các nguyên tử bay hơi, nên sự chuyển đổi năng lượng của các hạt năng lượng cao lắng đọng trên chất nền tạo ra năng lượng nhiệt cao hơn, giúp tăng cường độ bám dính của các nguyên tử phun vào chất nền. Một phần các nguyên tử phun năng lượng cao sẽ được tiêm vào ở các mức độ khác nhau, tạo thành cái gọi là lớp khuếch tán giả trên chất nền, tại đó các nguyên tử phun và các nguyên tử của vật liệu chất nền “hòa trộn” với nhau. Ngoài ra, trong quá trình bắn phá của các hạt phun, chất nền luôn được làm sạch và hoạt hóa trong vùng plasma, giúp loại bỏ các nguyên tử kết tủa kém bám dính, làm sạch và hoạt hóa bề mặt chất nền. Kết quả là độ bám dính của lớp màng phun vào chất nền được tăng cường đáng kể.
(3) Mật độ lớp phủ phun cao, ít lỗ kim và độ tinh khiết của lớp màng cao hơn vì không có tạp chất trong nồi nấu, điều này không thể tránh khỏi trong quá trình lắng đọng hơi chân không trong quá trình phủ phun.
(4) Khả năng kiểm soát và độ lặp lại tốt của độ dày màng. Vì dòng điện xả và dòng điện mục tiêu có thể được kiểm soát riêng biệt trong quá trình phủ phun, nên độ dày màng có thể được kiểm soát bằng cách kiểm soát dòng điện mục tiêu, do đó, khả năng kiểm soát độ dày màng và khả năng tái tạo độ dày màng bằng cách phủ phun nhiều lần là tốt và màng có độ dày được xác định trước có thể được phủ hiệu quả. Ngoài ra, phủ phun có thể đạt được độ dày màng đồng đều trên một diện tích lớn. Tuy nhiên, đối với công nghệ phủ phun chung (chủ yếu là phun lưỡng cực), thiết bị phức tạp và đòi hỏi thiết bị áp suất cao; tốc độ hình thành màng của lắng đọng phun thấp, tốc độ lắng đọng bay hơi chân không là 0,1 ~ 5nm / phút, trong khi tốc độ phun là 0,01 ~ 0,5nm / phút; nhiệt độ đế tăng cao và dễ bị khí tạp chất, v.v. Tuy nhiên, do sự phát triển của công nghệ phun RF và phun magnetron, đã đạt được tiến bộ lớn trong việc đạt được lắng đọng phun nhanh và giảm nhiệt độ đế. Hơn nữa, trong những năm gần đây, các phương pháp phủ phun mới đang được nghiên cứu – dựa trên phương pháp phun magnetron phẳng – để giảm thiểu áp suất không khí phun cho đến khi phun áp suất bằng không, khi đó áp suất của khí nạp trong quá trình phun sẽ bằng không.