Напыление - это метод, используемый для создания тонких пленок и являющийся разновидностью физического осаждения из паровой фазы (PVD). В отличие от некоторых других методов осаждения из паровой фазы, материал не плавится. Вместо этого атомы из исходного материала (мишени) выбрасываются за счет передачи импульса от бомбардирующей частицы, обычно газообразного иона.
Механизм напыления:
Напыление предполагает введение контролируемого газа, обычно химически инертного аргона, в вакуумную камеру. Процесс начинается с подачи электрического напряжения на катод для создания самоподдерживающейся плазмы. Затем открытая поверхность катода, называемая мишенью для напыления, подвергается бомбардировке высокоэнергетическими ионами из плазмы. Эти ионы передают свой импульс атомам на поверхности мишени, что приводит к их выбросу.Преимущества напыления:
- Одним из преимуществ напыления является то, что выброшенные атомы имеют значительно более высокую кинетическую энергию по сравнению с испаренными материалами, что приводит к лучшей адгезии на подложке. Этот метод также может работать с материалами с очень высокой температурой плавления, что делает его универсальным для нанесения широкого спектра материалов. Напыление может быть выполнено в различных конфигурациях, включая подходы "снизу вверх" или "сверху вниз", в зависимости от конкретных требований к тонким пленкам.
- Последовательность процесса при напылении:
- Осаждаемый материал помещается в камеру для напыления под низким давлением, обычно в частичном вакууме.
- Создается плазма, и газообразные ионы ускоряются по направлению к мишени.
- Ионы сталкиваются с мишенью, выбрасывая атомы с ее поверхности.
Выброшенные атомы проходят через камеру и конденсируются на подложке, образуя тонкую пленку.Толщина пленки зависит от продолжительности процесса напыления и может контролироваться путем изменения таких параметров, как уровень энергии частиц покрытия и масса материалов.
- Типы сред для напыления:
Осаждение методом напыления может осуществляться в различных средах:В вакууме или в газе низкого давления (<5 мТорр), где напыляемые частицы не подвергаются столкновениям в газовой фазе, прежде чем достигнут подложки.
При более высоком давлении газа (5-15 мТорр), когда энергичные частицы "термализуются" газофазными столкновениями до того, как достигнут подложки, что может повлиять на распределение энергии и скорость осаждения напыляемого материала.
Области применения PVD-напыления:
