sanyu-electron各種濺射方法及相關運用分析

發(fā)布日期：2024-12-24      瀏覽次數(shù)：234

sanyu-electron各種濺射方法及相關運用分析

濺射原理

它是一種將薄膜附著到物質(zhì)上的方法，與電鍍不同，它是在真空中進行的，不使用化學品。 （在半導體制造中，濕法工藝稱為干法工藝。）

1. 將待涂覆的樣品和薄膜的原材料（目標）放在附近。

2. 整體處于真空狀態(tài)，樣品與靶材之間施加電壓。

3. 電子和離子高速運動，離子與目標碰撞。高速運動的電子和離子與氣體分子碰撞，撞擊分子的電子并變成離子。

4. 與目標碰撞的離子會排斥目標粒子。 (濺射現(xiàn)象)

5. 被排斥的原料顆粒碰撞并粘附在樣品上，形成薄膜。



各種濺射方法

介紹的原理是DC濺射，但已經(jīng)設計出各種方法來彌補其缺點。以下濺射方法是典型的。

1. 直流濺射 – 在兩個電極之間施加直流電壓的方法

2. 射頻濺射 – 施加交流電的方法（高頻）

3. 磁控濺射 – 一種通過在靶側(cè)使用磁鐵產(chǎn)生磁場來從樣品中分離等離子體的方法。

4. 離子束濺射——一種在遠離目標或樣品的位置產(chǎn)生離子并加速并施加到目標的方法。

其他方法包括面向目標、ECR（電子回旋加速器）和半導體制造中使用的準直以及長距離方法。此外，通過改變靶的形狀和磁體的布置，磁控管方法已經(jīng)開發(fā)出各種方法。



直流濺射

這是第一個設計的濺射方法。盡管DC濺射具有結(jié)構(gòu)簡單等許多優(yōu)點，但它具有以下問題。

1. 需要產(chǎn)生輝光放電，而且器件內(nèi)部真空度比較低，因此存在殘余氣體的影響。具體地，膜與氣體反應，或者氣體被捕獲在膜內(nèi)。

2. 氣體在等離子體狀態(tài)下分離成離子和電子，樣品也暴露在高溫等離子體中。由于溫度上升等原因可能會造成損壞。

3. 如果原材料（靶材）是絕緣體，離子就會積聚在表面，放電就會停止。



射頻濺射

一種向絕緣目標施加交流電（高頻）的方法。

1. 將目標和樣品靠近放置。

2. 將高頻電壓施加到真空室和靶材上。

3. 由于它是交流電，因此粒子加速的方向根據(jù)電壓而變化。

4. 由于電子比離子更輕且更容易移動，因此到達導電室的電子流入電路。

5. 靶側(cè)的電子無處逃逸，變得更加密集。

6. 結(jié)果，靶材側(cè)產(chǎn)生負偏壓，離子被吸引到靶材上并可以濺射。



磁控濺射

這是一種減少直流濺射中等離子體影響的方法。由于等離子體被限制在目標附近，因此濺射速度也更快。

1. 將背面帶有磁鐵的目標放置在靠近樣品的位置。

2. 通過施加電壓來進行濺射。

3. 磁場使電子沿著磁場線螺旋移動。

4. 等離子體在電子周圍產(chǎn)生，可以集中濺射。

特征

即使在高頻下也可使用 / 樣品附近不會產(chǎn)生等離子體，不會造成損壞 / 飛濺量大

缺點

目標數(shù)量減少的方式存在不均勻性。



離子束濺射

在列出的四種方法中，這是不使用放電的方法。

從離子槍（對離子發(fā)生器產(chǎn)生的離子進行加速并釋放的裝置）釋放的離子照射到目標上并飛濺。 DC濺射受到等離子體中的離子和電子等各種粒子的影響，但它是一種僅使用您想要用于濺射的離子的方法。向離子槍供應惰性氣體以連續(xù)產(chǎn)生離子。 （將原材料本身電離并直接用樣品轟擊它稱為離子鍍。）

特征

由于不需要通過放電產(chǎn)生等離子體，因此即使在高真空（無雜質(zhì)混入）下也可以/離子源是獨立的，因此易于設定條件/不依賴于目標的導電率

缺點

設備復雜、昂貴/成膜速度不快



濺射設備配置

根據(jù)方法的不同，它們也有所不同，但除了離子束濺射之外，它們幾乎是相同的。

1. 真空室（氣體入口、樣品出口[快速鍍膜機采用前門，方便操作]）

2. 排氣裝置（旋轉(zhuǎn)泵：放電時不需要高真空）

3. 樣品臺（在三宇電子，經(jīng)常取出和放入的樣品臺位于底部。）

4. 目標安裝支架

5. 電源（高頻、高壓電源等）

6. 控制裝置

快速涂布機SC系列結(jié)合了上述要素，只需連接主體和泵即可使用。



濺射的使用方法

隨著射頻濺射等技術的發(fā)展，現(xiàn)在不僅可以形成金屬，還可以形成多種材料的薄膜，并且現(xiàn)在得到了廣泛的應用。

• 磁盤（垂直磁記錄介質(zhì)的產(chǎn)生）

• CD/DVD（記錄面金屬膜）

• 半導體（電路生成、存儲器[鐵電薄膜]、各種傳感器）

• 磁頭（用于高密度記錄硬盤；最新磁頭采用多層薄膜）

• 噴墨打印機頭

• 液晶顯示裝置（透明電極的生成）

• 有機EL顯示裝置（透明電極的產(chǎn)生）

• 高亮度LED

• 電子顯微鏡樣品的制備（導電膜抗靜電）

• 光催化薄膜

• 分析（識別表面上濺射而不是成膜的材料。）

• 納米機器（形狀記憶合金薄膜）

• 在塑料、玻璃等上生成電磁屏蔽膜。

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