چگونه فشار عملیاتی در دستگاه پوشش پاشش مگنترون بر کیفیت و یکنواختی پوشش اعمال شده برای بسترها تأثیر می گذارد؟

فشار عملیاتی نقش مستقیمی در کنترل میزان رسوب مواد پاشیده شده بر روی بستر دارد. در فشارهای کم ، میانگین مسیر آزاد - فاصله یک اتم پاشیده شده قبل از برخورد با ذرات دیگر - از نظر طولانی تر حرکت می کند. این بدان معنی است که ذرات پراکنده می توانند آزادتر و مستقیم از هدف به بستر سفر کنند و باعث افزایش کارایی فرآیند رسوب می شوند. این منجر به نرخ رسوب سریعتر می شود. با این حال ، با افزایش فشار ، فراوانی برخورد بین ذرات پراکنده و مولکول های گاز نیز افزایش می یابد. این برخوردهای اضافی باعث می شود اتمهای پاشیده شده انرژی خود را از دست بدهند یا مسیر خود را تغییر دهند ، مستقیماً روند رسوب را کاهش داده و سرعت رسوب را کاهش دهند. این تغییر در میزان رسوب با فشار برای تولید کنندگان برای کنترل ضخامت پوشش ها بسیار مهم است و اطمینان حاصل می کند که آنها نیازهای خاصی را برای برنامه های مختلف برآورده می کنند.

یکنواختی پوشش به شدت تحت تأثیر فشار عملیاتی است. در فشارهای پایین تر ، کاهش تعداد برخورد مولکول های گازی به ذرات پاشیده شده اجازه می دهد تا با انرژی جهت دار بیشتری حرکت کنند و در نتیجه رسوب یکنواخت و مداوم بر روی سطح بستر ایجاد شود. در مقابل ، در فشارهای بالاتر ، ذرات پاشیده شده با مولکول های گازی برخورد بیشتری می کنند ، که می تواند قبل از رسیدن به بستر ، آنها را در چندین جهت پراکنده کند. این پراکندگی منجر به یک پوشش یکنواخت کمتر می شود و دارای ضخامت در سطح سطح است. شرایط فشار بالا همچنین ممکن است منجر به شکل گیری فیلم های غیر یکنواخت شود ، که می تواند بر عملکرد پوشش در برنامه های کاربردی که نیاز به دقت بالایی دارند ، مانند دستگاه های نیمه هادی یا پوشش های نوری تأثیر بگذارد.

چگالی و پایداری پلاسما از نزدیک با فشار عملیاتی در محفظه لکه دار گره خورده است. با فشار بیش از حد کم ، حفظ یک پلاسما پایدار می تواند چالش برانگیز باشد ، زیرا میزان یونیزاسیون گاز کاهش می یابد و باعث می شود روند پاشیدن نامنظم و غیرقابل اعتماد باشد. بی ثباتی در پلاسما ممکن است منجر به لکه دار شدن متناقض شود ، با تغییر در انرژی ذرات پاشیده شده و شکل گیری فیلم ناهموار. با این حال ، فشارهای بالاتر ، پلاسما را با افزایش تعداد مولکول های گازی که می توانند یونیزه شوند ، تثبیت می کنند. یک پلاسما با ثبات تر ، لکه دار کنترل شده تر را تضمین می کند و امکان سازگاری بهتر در رسوب فیلم را فراهم می آورد. با این حال ، فشارهای بیش از حد زیاد می تواند باعث شود که پلاسما بسیار متراکم شود و منجر به افزایش واکنش های فاز گاز و تخریب احتمالی کیفیت فیلم سپرده شده شود.

تراکم فیلم و ریزساختار پوشش رسوب شده نسبت به فشار بسیار حساس است. در فشارهای کم ، ذرات پاشیده شده با انرژی بالاتر به بستر می رسند ، که به آنها امکان می دهد با فرود راحت تر پخش شوند. این افزایش انتشار منجر به یک پوشش متراکم تر و فشرده تر با چسبندگی بهتر به بستر می شود. یک پوشش متراکم به طور معمول دارای خواص مکانیکی برتر مانند سختی بالاتر ، مقاومت بهتر سایش و بهبود قدرت چسبندگی است. در مقابل ، فشارهای بالاتر به دلیل برخورد مکرر با مولکول های گاز ، انرژی ذرات پراکنده شده را کاهش می دهد. این منجر به یک پوشش متراکم تر و متخلخل تر می شود ، که می تواند بر خصوصیات مکانیکی فیلم مانند استحکام چسبندگی پایین و کاهش دوام تأثیر منفی بگذارد. یک پوشش متخلخل تر ممکن است منجر به افزایش زبری شود ، که می تواند در برنامه های خاصی که نیاز به روکش های صاف یا نوری دارند ، نامطلوب باشد.

مورفولوژی پوشش ، از جمله زبری و ساختار دانه آن ، به شدت تحت تأثیر فشار عملیاتی قرار دارد. در فشارهای پایین تر ، اتم ها یا مولکول های پاشیده شده با انرژی بالاتر رسوب می شوند و در نتیجه دانه های کوچکتر و یک فیلم صاف و یکنواخت تر ایجاد می شوند. این برای دستیابی به روکش های با کارایی بالا ، مانند آنهایی که در فیلم های نوری یا سلولهای خورشیدی فیلم نازک استفاده می شوند ، مفید است ، جایی که یکنواختی و صافی بسیار مهم است. در فشارهای بالاتر ، افزایش تعداد برخورد می تواند منجر به دانه های بزرگتر و مورفولوژی سطح سخت تر شود. این می تواند منجر به پوشش هایی با افزایش زبری سطح شود ، که ممکن است در برنامه های خاص مانند کاتالیزور یا پوشش های تزئینی قابل قبول یا حتی مطلوب باشد ، اما ممکن است باعث ایجاد مشکلات در برنامه های دقیق شود که در آن صافی اولویت باشد.

دستگاه پوشش پراکنده Magnetron $ $