Може да се раздели на DC магнетронно разпрашване и RF магнетронно разпрашване.
Методът на DC разпръскване изисква мишената да може да прехвърли положителния заряд, получен от процеса на йонно бомбардиране, към катода в близък контакт с него и тогава този метод може да разпръсне само данните за проводника, което не е подходящо за данните за изолацията, тъй като йонният заряд на повърхността не може да бъде неутрализиран при бомбардиране на изолационната цел, което ще доведе до увеличаване на потенциала на целевата повърхност и почти цялото приложено напрежение се прилага към целта, така че шансовете за йонно ускорение и йонизация между два полюса ще бъдат намалени или дори не могат да бъдат йонизирани, Това води до повреда на непрекъснатото разреждане, дори прекъсване на разреждането и прекъсване на разпръскването.Следователно, радиочестотното разпръскване (RF) трябва да се използва за изолиране на цели или неметални цели с лоша проводимост.
Процесът на разпръскване включва сложни процеси на разсейване и различни процеси на пренос на енергия: първо, падащите частици се сблъскват еластично с целевите атоми и част от кинетичната енергия на падащите частици ще бъде предадена на целевите атоми.Кинетичната енергия на някои целеви атоми надвишава потенциалната бариера, образувана от други атоми около тях (5-10ev за метали), и след това те се избиват от решетката на решетката, за да произведат атоми извън мястото, и по-нататъшни повтарящи се сблъсъци със съседни атоми , което води до каскада от сблъсъци.Когато тази каскада от сблъсъци достигне повърхността на мишената, ако кинетичната енергия на атомите близо до повърхността на мишената е по-голяма от повърхностната енергия на свързване (1-6ev за метали), тези атоми ще се отделят от повърхността на мишената и влезте във вакуума.
Разпръскващото покритие е умението да се използват заредени частици за бомбардиране на повърхността на мишената във вакуум, за да се натрупат бомбардираните частици върху субстрата.Обикновено за генериране на падащи йони се използва тлеещ разряд с инертен газ с ниско налягане.Катодната мишена е направена от покриващи материали, субстратът се използва като анод, 0,1-10pa аргон или друг инертен газ се въвежда във вакуумната камера и тлеещият разряд възниква под действието на катода (мишената) 1-3kv DC отрицателно високо напрежение или 13,56MHz RF напрежение.Йонизирани аргонови йони бомбардират повърхността на мишената, карайки целевите атоми да се пръскат и да се натрупват върху субстрата, за да образуват тънък филм.Понастоящем има много методи на разпрашване, главно включващи вторично разпрашване, третично или кватернерно разпрашване, магнетронно разпрашване, целево разпрашване, радиочестотно разпрашване, разпрашване с отклонение, асиметрично комуникационно радиочестотно разпрашване, разпрашване с йонен лъч и реактивно разпрашване.
Тъй като разпръснатите атоми се изпръскват след обмяна на кинетична енергия с положителни йони с десетки електронволта енергия, разпръснатите атоми имат висока енергия, което е благоприятно за подобряване на способността за дисперсия на атомите по време на подреждане, подобряване на фиността на подреждането на подреждане и правене приготвеният филм има силна адхезия към основата.
По време на разпръскване, след като газът се йонизира, газовите йони летят към целта, свързана с катода под действието на електрическо поле, а електроните летят към заземената кухина на стената и субстрата.По този начин, при ниско напрежение и ниско налягане, броят на йоните е малък и мощността на разпръскване на целта е ниска;При високо напрежение и високо налягане, въпреки че могат да се появят повече йони, електроните, летящи към субстрата, имат висока енергия, което е лесно за нагряване на субстрата и дори вторично разпръскване, което влияе върху качеството на филма.В допълнение, вероятността от сблъсък между целевите атоми и газовите молекули в процеса на летене към субстрата също се увеличава значително.Следователно, той ще бъде разпръснат в цялата кухина, което не само ще похаби целта, но и ще замърси всеки слой по време на подготовката на многослойни филми.
За да се решат горните недостатъци, технологията за магнетронно разпръскване с постоянен ток е разработена през 70-те години.Той ефективно преодолява недостатъците на ниската скорост на катодно разпръскване и повишаването на температурата на субстрата, причинено от електрони.Поради това той е разработен бързо и широко използван.
Принципът е следният: при магнетронно разпръскване, тъй като движещите се електрони са подложени на силата на Лоренц в магнитното поле, тяхната орбита на движение ще бъде криволичеща или дори спирална, а пътят им на движение ще стане по-дълъг.Поради това броят на сблъсъците с работещи газови молекули се увеличава, така че плътността на плазмата се увеличава и след това скоростта на магнетронно разпръскване се подобрява значително и може да работи при по-ниско напрежение и налягане на разпръскване, за да се намали тенденцията на замърсяване на филма;От друга страна, той също така подобрява енергията на атомите, падащи върху повърхността на субстрата, така че качеството на филма може да бъде подобрено до голяма степен.В същото време, когато електроните, които губят енергия чрез множество сблъсъци, достигнат до анода, те са станали нискоенергийни електрони и тогава субстратът няма да прегрее.Следователно магнетронното разпрашване има предимствата на „висока скорост“ и „ниска температура“.Недостатъкът на този метод е, че изолационният филм не може да бъде подготвен и неравномерното магнитно поле, използвано в магнетронния електрод, ще причини очевидно неравномерно ецване на мишената, което води до ниска степен на използване на мишената, която обикновено е само 20% – 30 %.
Време на публикуване: 16 май 2022 г