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Beijing Yingsitao Technology Co., Ltd
La technologie de base dévoilée: principe de fonctionnement du pulvérisateur ionique et caractéristiques de conception uniques anatomie
Date :2025-10-18Lire :2
Pulvérisateur ioniqueEst l'équipement de base pour la préparation de haute pureté, haute force de jonction métal / composé mince film, qui réalise le dépôt à l'échelle atomique par bombardment ionique de la cible, largement utilisé dans les puces semi - conductrices, dispositifs optiques et nanomatériaux. Comprendre son fonctionnement et ses caractéristiques de conception est la clé pour optimiser les performances du film.
I. principe de fonctionnement:
Au cœur de la pulvérisation ionique se trouve le « transfert de momentum ». L'appareil génère un plasma (contenant de grandes quantités d'ions ar⁺) par décharge gazeuse (généralement de l'argon, pureté > 99999%) qui, sous l'effet d'un champ électrique haute tension (généralement de - 300 V à - 1000 V), accélère le bombardment de la surface d'une cible (par exemple, titane métallique, céramique oxyde). Les ions entrent en collision élastique avec les atomes de la cible, transmettant de l'énergie cinétique aux atomes de la cible (un seul ion ar⁺peut transmettre de l'énergie d'environ 10 à 100 EV) et peuvent être pulvérisés hors de la surface de la cible lorsque l'énergie obtenue par les atomes de la cible dépasse leur énergie de liaison avec les atomes environnants (généralement 5 à 20 EV). Les atomes éjectés par les éclaboussures, après avoir été accélérés par la zone plasma, sont déposés à une certaine énergie (généralement 1 - 10 EV) à la surface d'un substrat (par exemple, une plaquette de silicium, verre), formant un film mince dense et homogène.
Pour les cibles magnétiques (par exemple, fer, cobalt), la technique de Pulvérisation magnétron est nécessaire – des aimants permanents sont disposés à l’arrière de la cible (formant un champ magnétique fermé), le plasma de confinement est proche de la surface de la cible (la densité du plasma augmente de 10 à 100 fois), ce qui réduit la tension de pulvérisation (de 1000 V à 300 - 500 V), réduit les dommages thermiques au substrat et augmente la vitesse de dépôt (jusqu’à quelques microns par heure).
II. Caractéristiques de conception uniques:
1. Conception de couplage de la cible avec le champ magnétique: la disposition des aimants (tels que les aimants annulaires ou les pôles complémentaires) du pulvérisateur magnétron affecte directement la distribution du plasma. Par exemple, l'intensité du champ magnétique de la Pulvérisation magnétron équilibrée est d'environ 0,01 - 0,1 t à la surface de la cible, de sorte que le plasma est concentré dans la zone centrale de la cible, assurant l'uniformité de la pulvérisation (déviation < ± 5%); La Pulvérisation magnétron non équilibrée augmente la force de liaison du film au substrat (adhérence > 10 N / cm) en renforçant le champ magnétique du bord de la cible, en dirigeant le plasma vers le substrat.
Système de co - pulvérisation 2.multi-target: pour préparer le film de composé (par exemple, Tin, ITO), l'équipement est équipé de plusieurs cibles (par exemple, cible de titane + azote, cible d'indium + cible d'étain + oxygène), en contrôlant indépendamment la puissance de pulvérisation de chaque cible (précision ± 1W), la composition du film est ajustée avec précision (par exemple, le rapport in₂o₃ / sno₂ dans Ito est de 9: 1, la résistivité peut être réduite à 10⁻⁴Ω.cm).
Module de contrôle du vide et du gaz: utilise une pompe moléculaire (degré de vide limite < 10⁻⁶ pa) avec un contrôleur de Débit massique (MFC, précision du débit ± 0,5 SCCM), régule avec précision la pression partielle (généralement 0,1 - 10 Pa) du gaz de travail (par exemple, argon, oxygène) Par rapport au rapport (par exemple, rapport oxygène - Argon 1: 9 à 3: 7), contrôle le rapport stoechiométrique du film par rapport à la microstructure (par exemple, la transformation de la forme cristalline du film d'alumine de la phase gamma à la phase alpha).
Système de chauffage et de polarisation de la base: la table de chauffage de la base (température ambiante - 800 ℃) peut réguler la cristallinité du film mince (par exemple, le film de silicium amorphe est transformé en polycristallin après un recuit de 500 ℃, la mobilité des porteurs est augmentée de 10 fois); La polarisation du substrat (- 50V à - 500V) accélère le bombardment ionique par champ électrique, améliore la densification du film mince (porosité < 1%) et améliore la capacité de recouvrement des marches (pour le dépôt de surfaces microstructurées complexes).
Pulvérisateur ioniqueGrâce au mécanisme scientifique de « bombardment ionique - libération d'atomes - dépôt dirigé» et à l'ingénierie de précision, la préparation de films minces, des petits échantillons de laboratoire aux Substrats de grande taille de qualité industrielle, est un outil essentiel pour l'ingénierie de surface des matériaux modernes.