چگونه یک دستگاه پوشش پاشیده مگنترون برای رسوب فیلم های نازک روی بسترها کار می کند؟

فرآیند پاشیدن مگنترون در یک محفظه خلاء آغاز می شود ، جایی که ولتاژ بالایی بین ماده هدف و دیواره محفظه اعمال می شود. محفظه پر از یک گاز بی اثر ، به طور معمول آرگون است که از آن استفاده می شود زیرا از نظر شیمیایی بی اثر است و با هدف یا بستر واکنش نشان نمی دهد. ولتاژ بالا گاز را یونیزه می کند و یک پلاسما ایجاد می کند. پلاسما از یون های با بار مثبت ، الکترونهای آزاد و ذرات گاز خنثی تشکیل شده است. پلاسما به عنوان واسطه ای است که از طریق آن یون ها به سمت ماده هدف شتاب می گیرند و فرآیند پاشیدن را آغاز می کنند.

پس از برقراری پلاسما ، یونهای موجود در پلاسما به سمت ماده هدف شتاب می گیرند. هدف معمولاً یک فلزی ، آلیاژ یا سرامیک است که بر اساس خواص مورد نظر فیلم نازک که باید رسوب شود ، انتخاب می شود. هنگامی که یونهای پلاسما با انرژی بالا با مواد هدف برخورد می کنند ، اتم ها را از سطح هدف از طریق فرآیندی به نام لکه دار کردن خارج می کنند. این اتم های خارج شده موادی هستند که فیلم نازک را روی بستر تشکیل می دهند. فرآیند پاشیدن بسیار کنترل شده است ، و اطمینان می دهد که فقط اتم های هدف از آن خارج می شوند.

ویژگی متمایز لکه گیری مگنترون استفاده از یک میدان مغناطیسی است که در پشت ماده هدف قرار می گیرد. میدان مغناطیسی به طور قابل توجهی کارایی فرآیند پاشیدن را افزایش می دهد. این الکترونها را در نزدیکی سطح هدف به دام می اندازد و چگالی پلاسما را افزایش می دهد و یونیزاسیون بیشتر گاز بی اثر را ترویج می کند. این پیشرفت منجر به میزان بالاتر بمباران یونی در هدف می شود و باعث افزایش کارایی و میزان رسوب می شود. پلاسما تشدید شده همچنین به کیفیت بهتر فیلم کمک می کند ، زیرا این امر منجر به یک فرآیند پاشش سازگار و کنترل شده تر می شود و مسائلی مانند مسمومیت هدف یا ناخالصی های مادی را به حداقل می رساند.

اتمهایی که از ماده هدف خارج می شوند از طریق پلاسما حرکت می کنند و در نهایت روی بستر فرود می آیند ، که در مقابل هدف در محفظه خلاء قرار دارد. بستر می تواند هر ماده ای باشد که به یک پوشش نازک از جمله شیشه ، فلز یا پلاستیک نیاز داشته باشد. با رسیدن اتم های پراکنده به بستر ، آنها شروع به چگالی و پایبندی به سطح می کنند و یک لایه فیلم نازک تشکیل می دهند. خواص فیلم ، مانند ضخامت ، استحکام چسبندگی و یکنواختی ، به عواملی مانند زمان رسوب ، انرژی تأمین شده به هدف و شرایط خلاء در محفظه بستگی دارد.

با جمع شدن اتم ها بر روی بستر ، آنها شروع به پیوند به سطح می کنند و یک فیلم جامد ایجاد می کنند. این فیلم توسط اتم رشد می کند ، و ویژگی های آن می تواند تحت تأثیر پارامترهای رسوب مانند فشار گاز در محفظه ، دمای بستر و قدرت اعمال شده برای هدف باشد. لکه دار شدن مگنترون به ویژه برای تولید فیلم هایی با یکنواختی ، صافی و نرخ نقص پایین مورد علاقه است. کیفیت این فیلم می تواند برای برنامه های خاص مانند دستیابی به سختی زیاد ، شفافیت نوری یا هدایت الکتریکی متناسب باشد.

دستگاه پوشش پراکنده مگنترون