Sputter depositie

Sputter afzetting is eenfysieke vapor deposition(PVD) methode vandunne filmafzetting doorsputteren. Dit omvat materiaal uitwerpen uit een "doel" dat is een bron op een "substraat" zoals een silicium wafer.Resputteringis opnieuw emissie van het gedeponeerde materiaal tijdens het proces van de depositie door ion of atoom bombardementen. Plaatgaasfolie atomen uitgeworpen uit het doel hebben een brede energiedistributie, meestal tot tientallen eV (100.000 K). De plaatgaasfolie ionen (meestal slechts een klein deel van de uitgestoten deeltjes worden geïoniseerd — over de volgorde van 1%) ballistically kunt vliegen uit de doelgroep in rechte lijnen en energiek van invloed zijn op de substraten of Vacuuemcel (waardoor resputtering). Als alternatief, bij hogere druk van het gas, de ionen botsen met de gas-atomen die fungeren als een moderator en verplaatsen diffusively, bereiken de substraten of Vacuuemcel muur en condenserend na het ondergaan van eentoevalsbeweging. Het gehele bereik uit hoog-energetische ballistische effect naar lage-energie thermalized ontwerpresolutie is toegankelijk door het veranderen van de achtergrond gasdruk. Het sputteren gas is vaak een inert gas zoals argon. Voor de overdracht van de efficiënte dynamiek moet de atoommassa van het sputteren gas dicht bij de atoommassa van de doelgroep, zodat lichte elementen sputteren neon beter is, terwijl voor zware elementen krypton of xenon worden gebruikt. Reactieve gassen kunnen ook worden gebruikt voor verbindingen sputter. De verbinding kan worden gevormd op het oppervlak van de doelgroep, in-flight of op het substraat afhankelijk van procesparameters. De beschikbaarheid van vele parameters waarmee sputter afzetting maken het een complex proces, maar ook waardoor deskundigen een grote mate van controle over de groei en de microstructuur van de film.

Gebruik

Een van de vroegste wijdverspreide commerciële toepassingen van sputter depositie, die nog steeds een van de belangrijkste toepassingen, is in de productie van computerharde schijven. Sputteren is gebruikt uitgebreid in dehalfgeleiderindustrie te deponeren van dunne lagen van verschillende materialen ingeïntegreerde schakelingverwerking. Dunneantireflection coatingsop glas vooroptischetoepassingen zijn eveneens neergelegd door sputteren. Vanwege de lage substraat temperaturen gebruikt, is sputteren een ideale methode om te storten contact metalen voordunne-film transistoren. Een andere bekende toepassing van sputteren is laag-stralingsvermogencoatings opglas, gebruikt in dubbel glas venster samenstellen. De coating is een gelaagde metzilveren metaalstikstofoxidenzoalszinkoxide, tin oxide, oftitaandioxide. Een grote industrie heeft ontwikkeld rond gereedschap bit coating met plaatgaasfolie nitriden, zoalstitanium nitride, maken de bekende goud gekleurde harde vacht. Sputteren wordt ook gebruikt als het proces voor het storten van de laag van metalen (zoals aluminium) tijdens de fabricage van cd's en DVD's.

Oppervlakken van de vaste schijf gebruiken plaatgaasfolie CrOx en andere plaatgaasfolie materialen. Sputteren is één van de belangrijkste processen van optische productiegolfgeleidersen een andere manier voor het efficiënt makenfotovoltaïschezonnecellen.

Kathodische coating

Sputter coatingscanning elektronen microscopieis een proces van de depositie sputter ter dekking van een model met een dun laagje van het uitvoeren van materiaal, meestal een metaal, zoals eengoud/Palladium(Au/Pd) legering. Een geleidende coating is nodig om te voorkomen dat het opladen van een exemplaar met een elektronenbundel in conventionele SEM-modus (hoog vacuüm, hoogspanning). Terwijl metalen coatings ook nuttig zijn voor het verhogen van de signaal / ruisverhouding (zware metalen zijn goede secundaire electron vervuilers), ze zijn van inferieure kwaliteit wanneerRöntgen spectroscopiewerkzaam is. Om die reden bij het gebruik van Röntgen heeft spectroscopie een koolstof-coating de voorkeur.

Vergelijking met andere methoden depositie

Een belangrijk voordeel van sputter afzetting is dat zelfs materialen met zeer hoge smeltpunten zijn gemakkelijk plaatgaasfolie terwijl verdamping van deze materialen in een verdamper weerstand ofKnudsen celproblematisch of zelfs onmogelijk is. Sputter gestort films hebben een compositie dicht bij die van het bronmateriaal. Het verschil is te wijten aan de verschillende elementen verspreiden anders vanwege hun verschillende massa (licht elementen gemakkelijker worden afgebogen door het gas), maar dit verschil is constant. Plaatgaasfolie films hebben doorgaans een betere hechting op de drager vervagen dan verdampt films. Doel bevat een grote hoeveelheid materiaal en is onderhoudsvrij maken van de techniek geschikt voor met vacuüm toepassingen. Sputteren bronnen bevatten geen hete delen (om te voorkomen dat ze meestal watergekoeld zijn verwarming) en zijn compatibel met reactieve gassen zoals zuurstof. Sputteren kunnen uitgevoerd topdown terwijl verdamping moet worden uitgevoerd van onderop. Geavanceerde processen zoals epitaxiale groei zijn mogelijk.

Enkele nadelen van het sputteren proces zijn dat het proces moeilijker is te combineren met een lanceerraket voor het structureren van de film. Dit komt omdat de diffuse vervoer, karakteristiek van het sputteren, een volledige schaduw niet onmogelijk maakt. Dus, een niet volledig beperken waar de atomen gaan, die kan leiden tot besmetting problemen. Ook actieve controle voor laag-voor-laag groei is moeilijk in vergelijking met de gepulste laser depositionand sputteren inerte gassen zijn ingebouwd in de groeiende film als onzuiverheden. Gepulste laser deposition is een variant van het sputteren afzetting techniek waarbij een laserstraal wordt gebruikt voor het sputteren. Rol van de plaatgaasfolie en resputtered-ionen en de achtergrond-gas is grondig onderzocht tijdens de gepulste laser deposition proces.