تحقیقات در مورد فناوری لکه دار مگنترون- Ningbo Danko Vacuum Technology Co., Ltd.

1.1 ولتاژ و قدرت

اگر ولتاژ اعمال شده در محدوده فشار که گاز می تواند یونیزه شود تغییر یابد ، امپدانس پلاسما در مدار به همین ترتیب تغییر می کند و باعث تغییر جریان گاز می شود. تغییر جریان موجود در گاز می تواند یونهای بیشتری ایجاد کند که به هدف ضربه می زنند تا نرخ لکه دار را کنترل کنند.

به طور کلی: افزایش ولتاژ میزان یونیزاسیون را افزایش می دهد. این باعث افزایش جریان می شود ، بنابراین باعث کاهش امپدانس می شود. با افزایش ولتاژ ، کاهش امپدانس جریان را به شدت افزایش می دهد ، یعنی قدرت بسیار افزایش می یابد. اگر فشار گاز ثابت باشد و سرعتی که بستر در زیر منبع لکه دار حرکت می کند ثابت باشد ، میزان مواد سپرده شده روی بستر با قدرت اعمال شده در مدار تعیین می شود. در محدوده مورد استفاده در محصولات روکش شده با ووناردن ، بین افزایش قدرت و افزایش سرعت لکه دار رابطه خطی وجود دارد.

1.2 محیط گاز

سیستم خلاء و سیستم گاز فرآیند با هم محیط گاز را کنترل می کند.

ابتدا ، یک پمپ خلاء بدن محفظه را به خلاء زیاد (تقریباً 10-torr) می کشاند. سپس گاز فرآیند توسط سیستم گاز فرآیند (از جمله تنظیم کننده های کنترل فشار و جریان) شارژ می شود تا فشار گاز به تقریباً 2x10-3Torr کاهش یابد. برای اطمینان از کیفیت مناسب همان فیلم ، گاز فرآیند باید 99.995 ٪ خالص باشد. در لکه گیری واکنشی ، مخلوط کردن مقدار کمی از گاز بی اثر (به عنوان مثال آرگون) در گاز واکنش پذیر می تواند میزان لکه گیری را افزایش دهد.

1.3 فشار گاز

کاهش فشار گاز به یک نقطه خاص ، میانگین مسیر آزاد یون ها را افزایش می دهد ، که به نوبه خود به یون های بیشتری اجازه می دهد تا کاتد را با انرژی کافی برای بمباران ذرات به بیرون وارد کنند ، یعنی افزایش سرعت لکه دار را افزایش می دهد. فراتر از این نقطه ، میزان یونیزاسیون به دلیل تعداد کمی از مولکول های شرکت کننده در این تصادف کاهش می یابد و در نتیجه باعث کاهش میزان لکه گیری می شود. اگر فشار گاز خیلی کم باشد ، پلاسما خاموش شده و متوقف می شود. افزایش فشار گاز باعث افزایش میزان یونیزاسیون می شود ، اما همچنین میانگین مسیر آزاد اتم های پراکنده را کاهش می دهد ، که این امر همچنین باعث کاهش سرعت لکه دار می شود. دامنه فشار گاز که حداکثر نرخ رسوب را می توان به دست آورد بسیار باریک است. اگر لکه گیری واکنشی انجام شود ، از آنجا که به طور مداوم مصرف می شود ، برای حفظ نرخ رسوب یکنواخت ، باید لکه گیری واکنش پذیر جدید با سرعت مناسب دوباره پر شود.

1.4 سرعت انتقال

حرکت بستر شیشه ای در زیر کاتد با استفاده از یک درایو انجام می شود. سرعت درایو کم اجازه می دهد تا شیشه در محدوده کاتد عبور کند و این امکان را برای رسوب لایه های ضخیم تر فراهم می کند. با این حال ، برای اطمینان از یکنواختی لایه فیلم ، سرعت انتقال باید ثابت نگه داشته شود.

سرعت انتقال معمولی در منطقه پوشش از 0 تا 600 اینچ در دقیقه (تقریباً 0 تا 15.24 متر) است. محدوده عملیاتی معمولی بین 90 تا 400 اینچ در دقیقه (تقریباً 2.286 تا 10.16 متر) بسته به ماده پوشش ، قدرت ، تعداد کاتدها و نوع پوشش است.

1.5 فاصله و سرعت و چسبندگی

برای حداکثر میزان رسوب و چسبندگی فیلم بهبود یافته ، بستر باید تا حد امکان نزدیک به کاتد قرار گیرد بدون اینکه به تخلیه درخشش آسیب برساند. میانگین مسیرهای آزاد ذرات پاشیده شده و مولکول های گاز (و یون ها) نیز نقش دارند. با افزایش فاصله بین بستر و کاتد ، احتمال برخورد افزایش می یابد ، به طوری که توانایی ذرات پاشیده شده برای رسیدن به بستر کاهش می یابد. بنابراین ، برای حداکثر میزان رسوب و بهترین چسبندگی ، بستر باید تا حد امکان به کاتد قرار گیرد.

2 پارامتر سیستم

این فرآیند تحت تأثیر پارامترهای بسیاری قرار دارد. برخی از آنها را می توان در حین عملکرد فرآیند تغییر و کنترل کرد. در حالی که دیگران ، گرچه ثابت هستند ، اما به طور کلی می توانند قبل از عمل فرآیند در یک محدوده خاص کنترل شوند. دو پارامتر ثابت مهم عبارتند از: ساختار هدف و میدان مغناطیسی.

2.1 ساختار هدف

هر هدف فردی ساختار داخلی و جهت گیری ذرات را دارد. با توجه به تفاوت در ساختار داخلی ، دو هدف که به نظر می رسد یکسان هستند ممکن است نرخ لکه دار بسیار متفاوت را نشان دهند. این باید به خصوص در عملیات پوشش که در آن از اهداف جدید یا مختلف استفاده می شود ، ذکر شد. اگر تمام بلوک های هدف در هنگام پردازش ساختار مشابهی داشته باشند ، تنظیم منبع تغذیه ، افزایش یا کاهش قدرت در صورت لزوم ، می تواند آن را جبران کند. در مجموعه ای از اهداف ، نرخ های مختلف لکه دار نیز به دلیل ساختارهای مختلف ذرات تولید می شود. فرآیند ماشینکاری می تواند باعث ایجاد تفاوت در ساختار داخلی هدف شود ، بنابراین حتی اهداف همان ترکیب آلیاژ تفاوت هایی در نرخ لکه دار دارند.

به همین ترتیب ، پارامترهایی مانند ساختار کریستال ، ساختار دانه ، سختی ، استرس و ناخالصی های بلوک هدف می تواند بر میزان لکه دار شدن تأثیر بگذارد ، که می تواند منجر به نقص مانند خط بر روی محصول شود. این همچنین در هنگام پوشش نیاز به توجه دارد. با این حال ، این وضعیت فقط با جایگزینی هدف قابل حل است.

منطقه تخلیه هدف خود همچنین باعث ایجاد نرخ لکه دار نسبتاً کم می شود. در این زمان ، برای به دست آوردن یک لایه فیلم خوب ، قدرت یا سرعت انتقال باید تنظیم شود. از آنجا که سرعت برای یک محصول بسیار مهم است ، تنظیم استاندارد و مناسب برای افزایش قدرت است.

میدان مغناطیسی 2.2

میدان مغناطیسی مورد استفاده برای به دام انداختن الکترونهای ثانویه باید در سطح هدف سازگار باشد و قدرت میدان مغناطیسی باید مناسب باشد. میدان های مغناطیسی غیر یکنواخت لایه های غیر یکنواخت تولید می کنند. اگر استحکام میدان مغناطیسی مناسب نباشد (به عنوان مثال خیلی کم) ، حتی همان قدرت میدان مغناطیسی منجر به میزان رسوب فیلم آهسته و لکه دار شدن احتمالی در سر پیچ خواهد شد. این می تواند غشاء را آلوده کند. اگر قدرت میدان مغناطیسی خیلی زیاد باشد ، ممکن است میزان رسوب در ابتدا بسیار زیاد باشد ، اما این سرعت به دلیل منطقه حک شده به سرعت به یک سطح بسیار پایین کاهش می یابد. به همین ترتیب ، این منطقه حک شده نیز منجر به استفاده از هدف پایین تر می شود.

2.3 پارامترهای متغیر

در طی فرآیند پاشیدن ، کنترل پویا فرآیند را می توان با تغییر این پارامترها انجام داد. این پارامترهای متغیر عبارتند از: قدرت ، سرعت ، نوع گاز و فشار.

3.1 قدرت

هر کاتد منبع انرژی خاص خود را دارد. بسته به اندازه کاتد و طراحی سیستم ، قدرت می تواند از 0 تا 150 کیلو وات (اسمی) متفاوت باشد. منبع تغذیه یک منبع جریان ثابت است. در حالت کنترل قدرت ، در حالی که ولتاژ کنترل می شود ، قدرت ثابت می شود و قدرت ثابت با تغییر جریان خروجی حفظ می شود. در حالت کنترل فعلی ، جریان خروجی ثابت و کنترل می شود ، در حالی که ولتاژ قابل تنظیم است. هرچه قدرت اعمال شده بیشتر باشد ، میزان رسوب بیشتر می شود.

3.2 سرعت

متغیر دیگر سرعت است. برای پوشش های تک انتهایی ، سرعت انتقال منطقه پوشش می تواند از 0 تا 600 اینچ در دقیقه (تقریباً 0 تا 15.24 متر) انتخاب شود. برای روکش های دوتایی ، سرعت انتقال منطقه پوشش می تواند از 0 تا 200 اینچ در دقیقه (تقریباً 0 تا 5.08 متر) انتخاب شود. با سرعت لکه دار شدن ، سرعت درایو پایین نشانگر فیلم های ضخیم تر سپرده شده است.

3.3 گاز

آخرین متغیر گاز است. دو مورد از این سه گاز را می توان برای استفاده به عنوان گاز اصلی و گاز کمکی انتخاب کرد. بین آنها ، نسبت هر دو نیز قابل تنظیم است. فشار گاز را می توان بین 5 برابر 10-3torr 1 ~ کنترل کرد.

3.4 رابطه بین کاتد/بستر

در دستگاه پوشش شیشه ای خمیده ، پارامتر دیگری که قابل تنظیم است ، فاصله بین کاتد و بستر است. هیچ کاتد قابل تنظیم در روکش های شیشه ای مسطح وجود ندارد.

تبخیر حرارتی و دستگاه پوشش پاشش مگنترون