Sputter lắng đọng

Sputter lắng đọng là mộtlàm bay hơi vật lý lắng đọngPhương pháp (PVD)màng mỏnglắng đọng bởitạo. Điều này liên quan đến việc đẩy ra vật liệu từ một "mục tiêu", đó là một nguồn lên một bề mặt"" như silicon wafer.Resputteringlà tái phát thải của các tài liệu gửi trong quá trình lắng đọng bởi ion hoặc atom bắn phá. Sputtered nguyên tử bị đẩy ra từ mục tiêu có một phân phối năng lượng rộng, thường lên đến hàng chục eV (100.000 K). Các ion sputtered (thông thường chỉ một phần nhỏ của các hạt ejected được ion hóa — trên thứ tự của 1%) có thể bay từ các mục tiêu ở đường thẳng và tác động hăng hái trên chất hoặc buồng chân không (gây resputtering). Ngoài ra, tại cao khí áp lực, các ion va chạm với các nguyên tử khí hoạt động như một người điều tiết và di chuyển diffusively, đạt chất hoặc buồng chân không tường và ngưng tụ sau khi trải qua mộtngẫu nhiên đi bộ. Phạm vi toàn bộ từ tác động đến tên lửa đạn đạo năng lượng cao thấp-năng lượng chuyển động thermalized có thể truy cập bằng cách thay đổi áp suất khí nền. Thổi khí thường là một khí trơ như argon. Để chuyển hiệu quả động lượng, trọng lượng nguyên tử của khí thổi nên gần với trọng lượng nguyên tử của mục tiêu, vì vậy để tạo ánh sáng yếu tố neon là thích hợp hơn, trong khi cho các nguyên tố nặng krypton hoặc xenon được sử dụng. Phản ứng khí cũng có thể được sử dụng để sputter các hợp chất. Các hợp chất có thể được hình thành trên bề mặt mục tiêu, trong chuyến bay hoặc trên bề mặt tùy thuộc vào các thông số quá trình. Sự sẵn có của rất nhiều các thông số điều khiển sputter lắng đọng, làm cho nó một quá trình phức tạp, nhưng cũng cho phép các chuyên gia một mức độ lớn của kiểm soát sự tăng trưởng và microstructure của bộ phim.

Sử dụng

Một trong các ứng dụng thương mại phổ biến rộng rãi đầu tiên của sputter lắng đọng, vẫn là một trong các ứng dụng quan trọng nhất, là trong việc sản xuất máy tínhđĩa cứng. Tạo được sử dụng rộng rãi trong cácchất bán dẫnngành công nghiệp gửi các bộ phim mỏng của các vật liệu khác nhau trongmạch tích hợpchế biến. Mỏngantireflection sơntrên kínhquang họcứng dụng cũng được gửi bởi tạo. Vì nhiệt độ bề mặt thấp sử dụng, tạo là một phương pháp lý tưởng để gửi tiền kim loại liên lạc chothin-film transistor. Ứng dụng quen thuộc khác của tạo là thấp-emissivitylớp phủ trênthủy tinh, được sử dụng trong hội đồng pane đôi cửa sổ. Lớp phủ là một đa lớp có chứabạcvà kim loạiôxítchẳng hạn nhưoxit kẽm, ôxít thiếc, hoặctitanium dioxide. Một ngành công nghiệp lớn đã phát triển xung quanh bằng cách sử dụng sputtered nitrit, chẳng hạn như công cụ chút sơnTitan nitrua, tạo ra vàng quen thuộc màu áo cứng. Tạo cũng được dùng như là trình gửi lớp kim loại (ví dụ như nhôm) trong quá trình chế tạo đĩa CD và DVD.

Đĩa cứng bề mặt sử dụng sputtered CrOx và các tài liệu sputtered. Tạo là một quá trình chính sản xuất quang họcwaveguidesvà là một cách để làm cho hiệu quảquang điệnCác tế bào năng lượng mặt trời.

Tạo lớp phủ

Sputter sơn trongkính hiển vi điện tử quétlà một quá trình lắng đọng sputter để trang trải một mẫu với một lớp mỏng để tiến hành các tài liệu, thông thường là một kim loại, chẳng hạn như mộtvàng/PalladiumHợp kim (Au/Pd). Một lớp dẫn điện là cần thiết để ngăn chặn sạc của một mẫu vật với một tia điện tử ở chế độ SEM thông thường (máy hút cao, điện áp cao). Trong khi các vật liệu kim loại cũng hữu ích để tăng tín hiệu tỉ lệ nhiễu (kim loại nặng là tốt trung học điện tử bức xạ), họ đang kém chất lượng khiPhổ học tia xđược sử dụng. Vì lý do này khi sử dụng x-quang phổ học một lớp phủ carbon được ưa thích.

So sánh với các phương pháp khác lắng đọng

Một lợi thế quan trọng của lắng đọng sputter là các tài liệu ngay cả với điểm nóng chảy rất cao một cách dễ dàng được sputtered trong khi sự bay hơi của các tài liệu trong một chưng cho khô kháng hayKnudsen di độnglà có vấn đề hoặc không thể. Sputter gửi phim có một thành phần gần với nguồn nguyên liệu. Sự khác biệt là do yếu tố khác nhau Lan truyền một cách khác nhau bởi vì khối lượng khác nhau (ánh sáng yếu tố đang chệch hướng dễ dàng hơn bởi khí), nhưng sự khác biệt này là hằng số. Sputtered phim thường có độ bám dính tốt hơn trên bề mặt hơn so với bộ phim bốc hơi. Một mục tiêu có chứa một lượng lớn vật liệu và bảo trì miễn phí thực hiện các kỹ thuật thích hợp cho các ứng dụng chân không ultrahigh. Thổi nguồn có chứa không có bộ phận nóng (để tránh hệ thống sưởi, họ thường là làm mát bằng nước) và tương thích với các loại khí phản ứng như oxy. Tạo có thể thực hiện từ trên xuống trong khi bay hơi phải thực hiện dưới lên. Các quy trình tiên tiến như trải tăng trưởng có thể được.

Một số khó khăn của quá trình thổi là rằng quá trình này là khó khăn hơn để kết hợp với một lift-off cho cơ cấu bộ phim. Điều này là bởi vì việc vận chuyển khuếch tán, đặc trưng của tạo, làm cho một bóng đầy đủ không thể. Vì vậy, một trong những đầy đủ không thể hạn chế các nguyên tử đi đâu, mà có thể dẫn đến các vấn đề ô nhiễm. Ngoài ra, hoạt động kiểm soát đối với sự phát triển của lớp lớp khó khăn so với xung laser depositionand trơ thổi khí được xây dựng vào bộ phim đang phát triển như là tạp chất. Lắng đọng xung laser là một biến thể của các kỹ thuật thổi lắng đọng trong đó một tia laser được sử dụng để tạo. Vai trò của các ion sputtered và resputtered và nền khí hoàn toàn là điều tra trong quá trình lắng đọng xung laser.