Produkční linka s kontinuálním magnetorem rozprašováním: Technologie pokročilé depozice tenkého filmu vede vývoj odvětví

Produkční linka kontinuálního magnetorového rozprašování je pokročilá technologie, která se běžně používá pro povrchové úpravy materiálu a depozici tenkého filmu. Její základní pracovní princip zahrnuje kontrolu trajektorie pohybu iontového paprsku magnetickým polem k dosažení depozice rozprašování v nízkotlakém prostředí. V tomto procesu jsou argonové ionty zrychleny a bombardovány na cílovém povrchu a rozprašují atomy cíle, které jsou poté uloženy na povrchu substrátu za vzniku jednotného a hustého filmu. V procesu magnetronu rozprašování je nejkritičtější částí „vodicí účinek magnetického pole“. Na povrchu cílové katody je magnetické pole generováno externím elektromagnetickým zařízením. Úlohou magnetického pole je omezit nabité částice a nutit je pohybovat se podél specifické trajektorie poblíž povrchu cílové katody. Zvýšením hustoty magnetického pole bude také výrazně zvýšena hustota plazmy. Jak se zvyšuje hustota plazmy, také se zlepšuje účinnost koncentrace energie, čímž se zvyšuje rychlost zrychlení a rychlost rozprašování argonových iontů. Pod působením magnetického pole je argonový plyn nadšený do argonových iontů. Tyto argonové ionty jsou zrychleny a zasáhly povrch cíle. Tato kolize vytváří efekt rozprašování, tj. Argonové ionty vyřazují atomy na povrch cílového materiálu, což způsobuje, že atomy cílového materiálu jsou „rozprašovány“ do okolního prostředí ve formě iontů nebo atomů. Rozprašovaný materiál na povrchu cílového materiálu je veden k povrchu substrátu ve vakuovém prostředí. Tento proces je dosažen ionty nebo atomy v prostoru mezi cílovým materiálem a substrátem. Když tyto rozprašované materiály létají na povrch substrátu, začnou se ukládat a přilnout k substrátu. Jak proces rozprašování pokračuje, postupně se vytváří jednotná filmová vrstva. Úpravou doby rozprašování, typu cílového materiálu a parametry procesu, lze ovládat typ materiálu, tloušťka, hustota a uniformita filmu. Například použití různých cílových materiálů ovlivní chemické složení a fyzikální vlastnosti konečného filmu. Čas rozprašování také přímo ovlivní tloušťku filmu. Čím delší je doba depozice, tím silnější film.
Významnou výhodou kontinuální technologie povlaku magnetronu je to, že se může přizpůsobit řadě cílových materiálů, včetně kovů, slitin, keramických materiálů atd. Různé cíle budou během procesu rozprašování tvořit různé filmy. Tyto filmy lze použít ke zlepšení fyzikálních vlastností materiálu, jako je tvrdost, odolnost proti opotřebení, vodivost, optické vlastnosti atd. Například kovové filmy mohou zvýšit elektrickou a tepelnou vodivost materiálů; Keramické filmy mohou zlepšit odolnost proti korozi a odolnost proti vysoké teplotě. Kontinuální povlak magnetronu rozprašování může také produkovat reaktivní filmy pomocí reakce mezi plynem a cílem pro generování oxidu, nitridu a dalších filmů. Takové filmy mají v určitých aplikacích zvláštní výhody, jako je odolnost proti korozi, oxidační odolnost, dekorativní povlak a další aspekty. Ve srovnání s tradiční technologií rozprašování má technologie kontinuálního magnetorového rozprašování významné výhody, z nichž jednou je její vysoká účinnost a nízké poškození. V důsledku přítomnosti magnetického pole je energie iontů nízká, když kontaktují substrát, což účinně inhibuje poškození vysokoenergetických nabitých částic na substrát, zejména u materiálů, jako jsou polovodiče, které mají extrémně vysoké požadavky na kvalitu povrchu. Poškození je mnohem nižší než jiné tradiční technologie rozprašování. Prostřednictvím tohoto nízkoenergetického rozprašování lze zaručit vysokou kvalitu a uniformita filmu a zároveň snižovat riziko poškození substrátu.
Vzhledem k použití magnetronových elektrod lze získat velmi velký cílový bombardovací iontový proud, čímž se dosáhne vysoké rychlosti leptání na cílovém povrchu, čímž se zvyšuje rychlost depozice filmu na povrchu substrátu. Při vysoké pravděpodobnosti kolize mezi nízkoenergetickými elektrony a atomy plynu se míra ionizace plynu výrazně zlepšuje, a proto se impedance vypouštěcího plynu (nebo plazmy) výrazně sníží. Proto, ve srovnání s rozprašováním DC diody, i když je pracovní tlak snížen z 1-10PA na 10^-2-10^-1PA, je rozprašovací napětí sníženo z několika tisíc voltů na několik set voltů a zlepšení účinnosti rozprašování a rychlosti depozice je řádově změnou velikosti. Vzhledem k nízkému napětí katody nanesené na cíl omezuje magnetické pole plazmu do prostoru blízko katody, čímž potlačuje bombardování substrátu vysokoenergetickými nabitými částicemi. Proto je stupeň poškození substrátů, jako jsou polovodičová zařízení používající tuto technologii, nižší než jiné metody rozprašování.
Všechny kovy, slitiny a keramické materiály mohou být vyrobeny do cílů. Prostřednictvím DC nebo RF magnetronového rozprašování lze generovat čistý kovový nebo slitinový povlaky s přesnými a konstantními poměry a kovové reaktivní filmy mohou být také připraveny ke splnění požadavků různých vysoce přesných filmů. Technologie kontinuálního magnetorového rozprašování je široce používána v elektronickém informačním průmyslu, jako jsou integrované obvody, skladování informací, displeje tekutých krystalů, skladování laseru, elektronická ovládací zařízení a další pole; Kromě toho lze tuto technologii aplikovat také na pole skleněného povlaku; Má také důležité aplikace v průmyslových odvětvích, jako jsou materiály odolné proti opotřebení, vysokoteplotní odolnost proti korozi a špičkové dekorativní výrobky. S nepřetržitým vývojem technologie budou produkční linky kontinuálního magnetorového rozprašování ukázat svůj velký potenciál na více oborech.