Процесс напыления, несмотря на свою универсальность и широкое применение, имеет ряд ограничений, которые влияют на его эффективность и применимость. Эти ограничения включают в себя трудности сочетания с подъемом для структурирования пленок, проблемы активного контроля для послойного роста, а также включение инертных газов в качестве примесей в пленку. Кроме того, такие специфические варианты, как магнетронное распыление, сталкиваются с такими проблемами, как низкий коэффициент использования мишени, нестабильность плазмы и ограничения при напылении сильномагнитных материалов при низких температурах.
Сложность сочетания с Lift-Off для структурирования пленок:
Напыление представляет собой процесс диффузного переноса, что означает, что атомы не направлены точно на подложку. Эта особенность затрудняет полное затенение или ограничение места осаждения атомов, что приводит к потенциальным проблемам загрязнения. Невозможность точного контроля места осаждения усложняет интеграцию напыления с процессами лифт-офф, которые имеют решающее значение для структурирования пленок в микроэлектронике и других прецизионных приложениях.Проблемы активного управления послойным ростом:
По сравнению с другими методами осаждения, такими как импульсное лазерное осаждение, напыление имеет ограничения в достижении активного контроля над послойным ростом. Это особенно важно для приложений, требующих точной и контролируемой толщины и состава пленки. Отсутствие точного контроля может привести к несоответствию свойств пленки, что скажется на общих эксплуатационных характеристиках материалов.
Включение инертных газов в качестве примесей:
Во время напыления инертные газы, используемые в процессе, могут попасть в ловушку или встроиться в растущую пленку, выступая в качестве примесей. Эти примеси могут ухудшить качество и характеристики осажденных пленок, особенно в тех областях применения, где чистота является критически важной, например, в производстве полупроводников.Специфические ограничения магнетронного распыления:
Магнетронное напыление, широко используемый вариант, имеет свой набор недостатков. Кольцевое магнитное поле, используемое в этой технологии, ограничивает плазму определенными областями, что приводит к неравномерному износу материала мишени и низкому коэффициенту использования, часто ниже 40 %. Это приводит к значительным отходам материала и увеличению затрат. Кроме того, этот метод сталкивается с проблемами в достижении высокой скорости напыления при низких температурах для сильных магнитных материалов из-за ограничений в применении внешних магнитных полей.
