Typer af Sputter Deposition

Spruttende kilder ansætte oftemagnetronerat udnytte stærke elektriske og magnetiske felter at begrænse opladet plasma partikler tæt på overfladen af sputter mål. I et magnetfelt Følg elektroner spiralformet stier omkring magnetiske feltlinier, gennemgår flere ioniserende kollisioner med gasformige neutrale nær målet overflade end ellers ville opstå. (Som target materiale er forarmet, en "racetrack" erosion profil kan vises på overfladen af målet.) Sputter gas er typisk en inaktiv gas, somargon. De ekstra argon ioner oprettet som følge af disse kollisioner føre til en højere deposition. Denplasmakan også opretholdes på et lavere tryk på denne måde. Sputtered atomer debiteres neutralt og så er upåvirket af den magnetiske fælde. Afgift opbygning på isolerende mål kan undgås ved brug af RF sputtering, hvor tegnet af anode-katode bias er varieret med en høj hastighed (almindeligt13.56 MHz). RF sputtering fungerer godt til at producere meget isolerende oxid film, men med den ekstrabekostning af RF strømforsyninger og impedans matching netværk. Omstrejfende magnetfelter siver ud fra ferromagnetiske mål også forstyrre den spruttende proces. Specialdesignet sputter kanoner med usædvanligt stærke permanente magneter skal ofte bruges i kompensation.

Ion-beam sputtering

Ion-beam sputtering (IBS) er en metode, hvor målet er ekstern i forhold til denion kilde. En kilde kan arbejde uden nogen magnetfelt ligesom i envarme glødetråden ionisering måle. I enKaufmankilde ioner genereres af kollisioner med elektroner, der er begrænset af et magnetfelt som en magnetron. De er så accelereret af det elektriske felt fra et gitter mod et mål. Som ioner forlader kilden er de neutraliseret af elektroner fra en anden ekstern glødetråd. IBS er en fordel i, at energi og flux af ioner kan kontrolleres uafhængigt. Da den flux, der slår målet er sammensat af neutrale atomer, kan være spruttede enten isolerende eller ledende mål. IBS har fundet anvendelse i fremstilling af tynd-film hoveder fordisk drev. En trykgradient mellem ion kilde og prøve salen genereres ved at placere gas indløb ved kilden og skyde gennem et rør ind i prøve salen. Dette sparer gas og reducerer forurening iUHVapplikationer. Den væsentligste ulempe på IBS er den store mængde af vedligeholdelse påkrævet at holde ion kilde opererer.

Reaktivt sputtering

I reaktive sputtering undergå de sputtered partikler en kemisk reaktion inden belægning substratet. Deponerede filmen er derfor forskellig fra målet materiale. Den kemiske reaktion, at partiklerne gennemgå er med en reaktiv gas tilføres den spruttende kammer som oxygen eller nitrogen; oxid og nitride film er ofte fremstillet ved hjælp af reaktiv sputtering. Sammensætningen af filmen kan styres ved at variere de relative pres af gasser inert og reaktive. Film støkiometrisk er en vigtig parameter for at optimere funktionelle egenskaber som stress i synd_xog indeks af brydning af SiO_x.

Ion-assisteret deposition

I ion-assisteret deposition (IAD), er underlaget udsat for en sekundær ion stråle opererer ved et lavere effekt end sputter pistolen. Normalt leverer en Kaufman kilde, som der bruges i IBS, den sekundære stråle. IAD kan bruges til at indbetaleCarboniDiamond-lignendeform på et substrat. Enhver kulstofatomer landing på underlaget, som undlader at bond korrekt i diamond krystalgitter vil være slået af den sekundære stråle.NASAbrugt denne teknik til at eksperimentere med deponeringen diamond film påturbinevinger i 1980 ' erne. IAD bruges i andre vigtige industrielle applikationer såsom at skabetetrahedrale amorf carbonoverflade belægninger påharddiskPladerne og hård overgang metal nitride belægninger på medicinske implantater.

High-mål-udnyttelse sputtering (HiTUS)

Sputtering kan også udføres ved sen generation af en høj tæthed plasma. Denplasmagenereres i en side kammer åbning i hovedprocessen kammer, som indeholder mål og densubstratder skal belægges. Som plasma genereres eksternt, og ikke fra selve målet (som i konventionelleMagnetronsputtering), denionnuværende mål er uafhængig af spænding til målet.

High-Power impuls magnetron sputtering (HiPIMS)

HiPIMS er en metode til fysisk dampudfældning af tynde film, som er baseret på magnetron sputter deposition. HiPIMS udnytter ekstrem høj effekttætheder af kW/cm²i korte pulser (impulser) af snesevis af mikrosekunder til lav told cyklus af<>

Gasflow sputtering

Gas flow spruttende gør brug af denhul katode effekt, den samme effekt somhul katode lamperoperere. I gasstrømmen sputtering en arbejdsgasvolumen somargonledes gennem en åbning i en metal underkastes en negativ elektrisk potentiale. Forbedretplasma tæthederforekomme i den hule katode, hvis trykket i kammeretpog en karakteristisk dimensionLaf den hule katode adlyde denPaschens lov0,5 Pa·m<>p·L < 5="" pa·m.="" this="" causes="" a="" high="" flux="" of="" ions="" on="" the="" surrounding="" surfaces="" and="" a="" large="" sputter="" effect.="" the="" hollow-cathode="" based="" gas="" flow="" sputtering="" may="" thus="" be="" associated="" with="" large="" deposition="" rates="" up="" to="" values="" of="" a="" few="">