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sanyu濺射設備原理分析

  • 發布日期:2024-03-31      瀏覽次數:289
    • sanyu濺射設備原理分析

      它是一種將薄膜附著到物質上的方法,與電鍍不同,它是在真空中進行的,不使用化學品。(在半導體制造中,濕法工藝稱為干法工藝。)

      1. 將待涂覆的樣品和薄膜的原材料(目標)放在附近。

      2. 整體處于真空狀態,樣品與靶材之間施加電壓。

      3. 電子和離子高速運動,離子與目標碰撞。高速運動的電子和離子與氣體分子碰撞,撞擊分子的電子并變成離子。

      4. 與目標碰撞的離子會排斥目標粒子。(濺射現象)

      5. 被排斥的原料顆粒碰撞并粘附在樣品上,形成薄膜。

      濺射的歷史

      盡管這種現象早已為人所知,但直到最近才投入實際應用。詳細內容請參見“鏈接"部分的參考資料。

      1. 1852年,英國科學家格羅夫發現了飛濺現象。此時,減少成為放電管污染原因的飛濺就變得非常重要。格羅夫因第一個進行燃料電池實驗而聞名。

      2. 第二次世界大戰期間,光學元件增透膜的需求增加,真空設備也得到改進。

      3. 20世紀60年代以后,濺射薄膜沉積技術主要在美國開始使用。(第一臺商用電子顯微鏡于 1965 年問世。)

      4. 在成膜技術之前,濺射現象被用作離子泵。(通過濺射將氣體分子帶入電極以獲得更高的真空。)

      飛濺的起源

      這是一個擬聲詞,但為什么用這個詞來形容真空中發生的現象呢?

      1. 據說“濺射"是描述這種現象的第一個詞。它的意思是發出“吐"或“咳嗽"等聲音,并傳播某物或發出該聲音。有些詞典也說“發出咕嚕聲",很多地方用它作為飛濺的意思。

      2. 目前英語中使用的 [ sputter ] 是 splutter 的同義詞。

      3. 濺射[濺射]是[濺射]目前的漸進形式。雖然它用作名詞“濺射",但 [ sputter ] 也用作名詞。

      4. 圖像是目標散布著小爆發。

      成膜方法的分類

      濺射和真空蒸鍍是利用物理現象的成膜方法,但也有利用化學反應的CVD。

      1. CVD [Chemical Vapor Deposition] 化學氣相沉積法。這是一種將樣品置于氣態原料氣氛中,通過化學反應在樣品表面形成薄膜的方法。碳化硅膜是周知的,但也使用金屬和有機聚合物。特點是可以形成高純度的薄膜。

      2. 另一方面,真空蒸鍍和濺射被稱為PVD(物理氣相沉積)。當原料顆粒通過蒸發或濺射附著在樣品上時形成薄膜,不涉及化學反應。

      濺射鍍膜的特點

      該成膜方法具有以下特征。

      1. 作為膜原料的顆粒具有很大的能量,對樣品有很強的附著力。創造出強大的電影

      2. 可以在不改變合金和化合物等原材料的組成比的情況下形成膜。

      3. 即使是氣相沉積難以實現的高熔點材料也可以成膜。

      4. 只需改變時間即可高精度控制膜厚。

      5. 通過引入反應氣體,還可以形成氧化物和氮化物膜。6:能夠在大面積上均勻地形成膜。

      6. 可以通過將樣品放置在目標位置來進行蝕刻。

      7. 成膜速度一般較慢(因方法而異)

      各種濺射方法

      介紹的原理是DC濺射,但已經設計出各種方法來彌補其缺點。以下濺射方法是典型的。

      1. 直流濺射 – 在兩個電極之間施加直流電壓的方法

      2. 射頻濺射 – 施加交流電的方法(高頻)

      3. 磁控濺射 – 一種通過在靶側使用磁鐵產生磁場來從樣品中分離等離子體的方法。

      4. 離子束濺射——一種在遠離目標或樣品的位置產生離子并加速并施加到目標的方法。

      其他方法包括面向目標、ECR(電子回旋加速器)和半導體制造中使用的準直以及長距離方法。此外,通過改變靶的形狀和磁體的布置,磁控管方法已經開發出各種方法。

      直流濺射

      這是第一個設計的濺射方法。盡管DC濺射具有結構簡單等許多優點,但它具有以下問題。

      1. 需要產生輝光放電,且器件內部真空度比較低,因此存在殘余氣體的影響。具體地,膜與氣體反應,或者氣體被捕獲在膜內。

      2. 氣體在等離子體狀態下分離成離子和電子,樣品也暴露在高溫等離子體中。由于溫度上升等原因可能會造成損壞。

      3. 如果原材料(靶材)是絕緣體,離子就會積聚在表面,放電就會停止。

      射頻濺射

      一種向絕緣目標施加交流電(高頻)的方法。

      1. 將目標和樣品靠近放置。

      2. 將高頻電壓施加到真空室和靶材上。

      3. 由于它是交流電,因此粒子加速的方向根據電壓而變化。

      4. 由于電子比離子更輕且更容易移動,因此到達導電室的電子流入電路。

      5. 靶側的電子無處逃逸,變得更加密集。

      6. 結果,靶材側產生負偏壓,離子被吸引到靶材上并可以濺射。

      磁控濺射

      這是一種減少直流濺射中等離子體影響的方法。由于等離子體被限制在目標附近,因此濺射速度也更快。

      1. 將背面帶有磁鐵的目標放置在靠近樣品的位置。

      2. 通過施加電壓來進行濺射。

      3. 磁場使電子沿著磁場線螺旋移動。

      4. 等離子體在電子周圍產生,可以集中濺射。

      特征

      即使在高頻下也可使用 / 樣品附近不會產生等離子體,不會造成損壞 / 飛濺量大

      壞處

      目標數量減少的方式存在不均勻性。

      離子束濺射

      在列出的四種方法中,這是不使用放電的方法。

      從離子槍(對離子發生器產生的離子進行加速并釋放的裝置)釋放的離子照射到目標上并飛濺。DC濺射受到等離子體中的離子和電子等各種粒子的影響,但它是一種僅使用您想要用于濺射的離子的方法。向離子槍供應惰性氣體以連續產生離子。(將原材料本身電離并直接用樣品轟擊它稱為離子鍍。)

      特征

      無需通過放電產生等離子體,因此即使在高真空(無雜質混入)下也可以/離子源獨立,易于設定條件/不依賴于靶材的導電率

      壞處

      設備復雜、昂貴/成膜速度不快

      濺射設備配置

      根據方法的不同,它們也有所不同,但除了離子束濺射之外,它們幾乎是相同的。

      1. 真空室(氣體入口、樣品出口[快速鍍膜機采用前門,方便操作])

      2. 排氣裝置(旋轉泵:放電時不需要高真空)

      3. 樣品臺(在三宇電子,經常取出和放入的樣品臺位于底部。)

      4. 目標安裝支架

      5. 電源(高頻、高壓電源等)

      6. 控制裝置

      快速涂布機SC系列結合了上述要素,只需連接主體和泵即可使用。

      濺射的使用方法

      隨著射頻濺射等技術的發展,現在不僅可以形成金屬,還可以形成各種材料的薄膜,并且現在得到了廣泛的應用。

      • 磁盤(垂直磁記錄介質的產生)

      • CD/DVD(記錄面金屬膜)

      • 半導體(電路生成、存儲器[鐵電薄膜]、各種傳感器)

      • 磁頭(用于高密度記錄硬盤;最新磁頭采用多層薄膜)

      • 噴墨打印機頭

      • 液晶顯示裝置(透明電極的生成)

      • 有機EL顯示裝置(透明電極的產生)

      • 高亮度LED

      • 電子顯微鏡樣品的制備(導電膜抗靜電)

      • 光催化薄膜

      • 分析(識別表面上濺射而不是成膜的材料。)

      • 納米機器(形狀記憶合金薄膜)

      • 在塑料、玻璃等上生成電磁屏蔽膜。

      RF/DC濺射設備

      這是用于實驗研究的RF/DC濺射系統,具有出色的功能擴展性,支持絕緣薄膜、氧化物薄膜、金屬薄膜和多層薄膜的生產。

      SVC-700RF一號

      小型、簡單、低成本的射頻濺射設備

      SVC-700RF II

      具有優良擴展性的射頻濺射設備

      SVC-700RF III

      更加緊湊的臺式射頻濺射

      SVC-700TMSG/Adexcel

      臺式直流濺射,配備 φ2 英寸 x 3 源

      用于生產導電薄膜的緊湊型濺射設備
      臺式快速鍍膜機 SC 系列

      您可以使用這款緊湊且易于使用的設備輕松創建各種金屬的薄膜。
      SEM/TEM等的前處理請點擊
      此處。

      SC-701MkⅡ高級

      一種高規格緊湊型鍍膜機,可處理 Ni、Cr、W、Ti 和 Al 等多種金屬。

      SC-701MkⅡ

      該系列中最小的貴金屬濺射鍍膜機,可讓您輕松創建薄電極膜。

      SC-701AT

      只需設置樣品并等待即可。全自動濺射,膜厚可調。

      SC-701MC

      采用對樣品溫和的磁控管陰極。全自動機型,可控制膜厚。

      SC-701HMCⅡ

      磁控管型適合生產W/Ti/Cr等薄膜。微電腦控制/自動快門標準配備。

      SC-708系列

      非常適合大型基板上的薄膜生產和 PDMS 表面處理


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