Завдяки своїм чудовим характеристикам ця технологія стала основним методом фізичного осадження з парової фази (PVD) у сучасній промисловості покриттів, особливо в галузі напівпровідників, оптики та функціональних покриттів.
Щоб зрозуміти особливості магнетронного напилення, необхідно почати з принципу його дії. Введення магнітного поля є фундаментальним удосконаленням у порівнянні з традиційним напиленням.
Високошвидкісне-низько{1}}температурне напилення: у традиційному діодному напиленні вторинні електрони безпосередньо бомбардують підкладку, спричиняючи швидке підвищення температури та низьку швидкість осадження. Магнетронне розпилення, вводячи магнітне поле, ортогональне до електричного поля на поверхні мішені, використовує силу Лоренца для зв’язування електронів поблизу поверхні мішені, змушуючи їх рухатися на великі відстані вздовж циклоїд або спіралей. Це значно збільшує ймовірність зіткнень із молекулами газу, утворюючи плазму високої-щільності. Це дозволяє збільшити продуктивність напилення та швидкість осадження на порядок порівняно з діодним напиленням. Одночасно енергія електронів вичерпується в багатьох зіткненнях, що призводить до дуже низької енергії, коли він нарешті досягає підкладки, досягаючи балансу між «високою швидкістю» та «низькою температурою».
Чудова якість плівки: напилені цільові частинки (переважно нейтральні атоми) несуть високу енергію (порядку 10 еВ, що значно перевищує 0,2 еВ випаровування) і осідають на підкладці, що сприяє утворенню дрібних і щільних кристалічних ядер. Таким чином, структура плівки хороша, з невеликою кількістю точкових отворів і високою чистотою. У той же час завдяки ефекту ін’єкції високо{4}}енергетичних частинок плівка та підкладка мають надзвичайно міцну адгезію, і їх нелегко відпасти.
Широке застосування матеріалів: майже всі матеріали (зокрема метали з високою-температурою-плавлення, сплави, напівпровідники, кераміка тощо) можна зробити мішенями для напилення, подолаючи вузьке місце обмеження температури плавлення у традиційному осадженні з парової фази. Він також може отримувати складні тонкі плівки за допомогою реактивного напилення (введення реактивних газів, таких як кисень і азот) або досягати точного контролю складу плівки сплаву за допомогою багато-цільового спільного-напилення.
Відмінна контрольованість процесу: завдяки точному регулюванню таких параметрів, як джерело живлення, тиск робочого газу та швидкість потоку газу, можна з високою точністю контролювати товщину плівки, склад і мікроструктуру. Він дуже підходить для виготовлення багатошарових плівок і тонких плівок зі складною структурою. Система має високу стабільність і повторюваність, і її можна легко розширити від невеликих-лабораторій до широкомасштабного-промислового виробництва (таких як-велике архітектурне скло з покриттям і покриття-на-рулон). Це зріла та надійна промислова технологія.
Обмеження: не є панацеєю
Незважаючи на значні переваги, магнетронне розпилення також має деякі внутрішні проблеми: Проблеми використання мішені: через нерівномірний розподіл магнітного поля на поверхні мішені утворюється нерівномірне травлення «бігової доріжки», що призводить до низького рівня використання традиційних плоских мішеней, лише 30-40%.
Нестабільність плазми: за певних умов процесу процес розряду може бути нестабільним, особливо для феромагнітних мішеней або в процесах реактивного розпилення, де можуть виникнути такі проблеми, як «дуга».
Проблеми зі стресом плівки: бомбардування-високоенергетичними частинками також може спричинити значне внутрішнє напруження в нанесених плівках, яке потрібно контролювати в спеціальних оптичних або механічних застосуваннях.
Таким чином, основні особливості технології магнетронного розпилення полягають у її здатності досягти двох великих проривів у порівнянні з традиційними методами розпилення за допомогою обмеження магнітного поля: значне збільшення швидкості осадження та ефективний контроль підвищення температури підкладки. Саме це поєднання високої швидкості та низької температури дає йому незамінне місце у високо-виробництві.
https://www.tiktok.com/@vacuum.coatingmachine?lang=zh-Ганс
Більше відео про машину для нанесення покриттів PVD, будь ласка, відвідайте веб-сайт, дякую.
