Реактивное магнетронное распыление - это специализированная форма магнетронного распыления, при которой в вакуумную камеру вводится реактивный газ, вступающий в химическую реакцию с распыляемым материалом, образуя на подложке пленку соединения. Этот процесс сочетает физическое напыление материалов с реакцией химического осаждения из паровой фазы (CVD), что повышает универсальность и функциональность осажденных пленок.
Подробное объяснение:
-
Основы магнетронного распыления:
-
Магнетронное распыление - это метод физического осаждения из паровой фазы (PVD), при котором материал мишени бомбардируется высокоэнергетическими ионами из плазмы, в результате чего атомы выбрасываются из мишени и осаждаются на подложку. Этот процесс происходит в вакуумной камере, где плазма генерируется и удерживается вблизи мишени. Отрицательно заряженная мишень притягивает положительно заряженные ионы из плазмы. Эти ионы ударяют по мишени с высокой энергией, выбивая атомы, которые затем проходят через камеру и оседают на подложке, образуя тонкую пленку.Реактивное напыление:
-
При реактивном магнетронном напылении в вакуумную камеру подается реактивный газ, например азот или кислород. Этот газ становится ионизированным и реактивным в плазменной среде из-за высокоэнергетических столкновений. Когда распыленные атомы из металлической мишени достигают подложки, они реагируют с реактивным газом, образуя слой соединений (например, нитридов или оксидов). Этот процесс имеет решающее значение для осаждения функциональных покрытий, которые невозможно получить только простым напылением металла.
-
Преимущества и области применения:
-
Реактивное магнетронное распыление обладает рядом преимуществ, в том числе способностью осаждать высокочистые, высокоадгезионные пленки из различных соединений. Оно особенно полезно для нанесения твердых, износостойких покрытий и для приложений, требующих особых электрических или оптических свойств. Процесс отличается высокой адаптивностью, позволяя наносить покрытия на широкий спектр материалов, включая термочувствительные подложки, и может быть легко автоматизирован.Вариации и усовершенствования:
Процесс может быть усовершенствован с помощью таких методов, как несбалансированное магнетронное распыление, которое увеличивает плотность ионного тока на подложке, улучшая скорость осаждения и свойства пленки. Кроме того, использование различных форм мишеней (круглых, прямоугольных, цилиндрических) позволяет оптимизировать процесс нанесения покрытий для различных областей применения и размеров подложек.
