Напыление постоянным током - это метод физического осаждения из паровой фазы (PVD), используемый для нанесения тонких пленок на подложки. Она предполагает использование напряжения постоянного тока (DC) для создания плазмы в газовой среде низкого давления, как правило, аргоне. Процесс включает в себя бомбардировку материала мишени ионами аргона, в результате чего атомы из мишени выбрасываются и затем осаждаются на подложку, образуя тонкую пленку.
Механизм напыления постоянным током:
-
Создание вакуума:
-
Процесс начинается с создания вакуума в камере напыления. Этот шаг очень важен по нескольким причинам: он обеспечивает чистоту и улучшает контроль процесса за счет увеличения среднего свободного пробега частиц. В вакууме частицы могут преодолевать большие расстояния без столкновений, что позволяет напыленным атомам достигать подложки без помех, что приводит к более равномерному и гладкому осаждению.Формирование плазмы и ионная бомбардировка:
-
После создания вакуума камера заполняется инертным газом, обычно аргоном. Между мишенью (катодом) и подложкой (анодом) подается постоянное напряжение, создавая плазменный разряд. В этой плазме атомы аргона ионизируются в ионы аргона. Эти ионы под действием электрического поля ускоряются по направлению к отрицательно заряженной мишени, приобретая кинетическую энергию.
-
Напыление материала мишени:
-
Энергичные ионы аргона сталкиваются с материалом мишени, в результате чего атомы из мишени выбрасываются. Этот процесс, известный как напыление, основан на передаче импульса от высокоэнергетических ионов к атомам мишени. Выброшенные атомы мишени находятся в парообразном состоянии и называются напыленными атомами.Осаждение на подложку:
Распыленные атомы проходят через плазму и осаждаются на подложку, которая находится под другим электрическим потенциалом. В результате процесса осаждения на поверхности подложки образуется тонкая пленка. Свойства пленки, такие как толщина и однородность, можно контролировать, регулируя такие параметры, как напряжение, давление газа и расстояние между мишенью и подложкой.
Управление и применение:
