Что такое оборудование для напыления?

Что такое распылительное оборудование?

Распылительное оборудование — это устройство, которое выполняет распыление для создания очень тонкой пленки равномерно на поверхности объекта.

Распыление — это метод физического осаждения из паровой фазы (PVD), такой как вакуумное испарение и ионное осаждение. Распыление используется в различных областях, включая осаждение полупроводниковых и жидкокристаллических пленок. Оно также используется для очистки поверхности объектов.

Применение распылительного оборудования

Оборудование для распыления используется для изготовления тонких пленок для полупроводников, жидких кристаллов и плазменных дисплеев. По сравнению с другими системами испарения PVD, оборудование для распыления способно наносить металлы и сплавы с высокими температурами плавления, и, таким образом, имеет широкий спектр применения.

В последнее время металлы наносятся на поверхность пластика, стекла и пленки, чтобы сделать их проводящими и использовать в качестве прозрачных электродов и проводов для сенсорных панелей. Это еще больше расширяет спектр применения оборудования для распыления.

Кроме того, в продаже имеются медицинские приборы и различные товары с антибактериальными свойствами, поверхность которых покрыта фотокаталитическим диоксидом титана. Он также используется в аналитических приложениях, таких как подготовка образцов для сканирующих электронных микроскопов (СЭМ).

Структура распылительного оборудования

Распылительное оборудование в основном состоит из следующих компонентов:

• Вакуумная камера
• Стенд для образца
• Мишень для распыления
• Вытяжная система (роторный насос и т. д.)
• Система подачи газа
• Источник питания (высокочастотный, высоковольтный источник питания и т. д.)

Вакуумная камера содержит стенд для образца, на котором размещены подложка и распыляемая мишень, подающая распыляемый материал, а вакуумный насос и система подачи газа подключены к камере.

Принцип работы распылительного оборудования

Принцип работы распылительного оборудования заключается в нанесении пленки на поверхность объекта путем подачи высокого напряжения в условиях вакуума и отталкивания атомов материала пленки. Сначала камера достаточно разгерметизируется с помощью насоса, а затем в оборудование под постоянным давлением закачиваются инертные газы, такие как аргон.

Когда к мишени, которая является материалом для тонкой пленки, прикладывается высокое отрицательное напряжение и генерируется тлеющий разряд, аргон, заполненный в оборудовании, становится плазмой и сталкивается с мишенью на катоде, вызывая выброс ионов, атомов и молекул на мишени. Затем атомы мишени осаждаются на поверхности мишени, к которой прикладывается положительное напряжение, в результате чего образуется тонкая пленка.

Типы распылительного оборудования

Существуют различные типы методов распыления.

1. Метод постоянного тока

Этот метод применяет постоянное напряжение между электродами. Этот метод имеет различные преимущества, такие как простая структура. Однако к недостаткам можно отнести возможность повреждения образца высокотемпературной плазмой и невозможность правильного формирования пленки, если распыляемая мишень является изолятором.

2. Метод RF

Этот метод применяет высокочастотное переменное напряжение между электродами для формирования пленок на таких материалах, как керамика, кремний и другие оксиды, оксиды металлов и нитриды, которые не могут быть сформированы методом постоянного тока.

3. Метод магнетрона

Этот метод использует магнит для создания магнитного поля на стороне мишени, чтобы удерживать плазму вблизи мишени. Это не только уменьшает повреждение образца, вызванное плазмой, но и увеличивает скорость генерации плазмы, что приводит к более быстрому формированию пленки. Доступны различные методы подачи питания, включая постоянный ток, переменный ток и высокочастотный переменный ток. С другой стороны, мишень уменьшается неравномерно, а эффективность использования имеет тенденцию быть низкой.

4. Метод ионного пучка

Ионы производятся в отдельном месте от мишени или образца и ускоряются до мишени. Поскольку в камере нет разряда, воздействие на образец сведено к минимуму, и нет необходимости учитывать адгезию примесей или проводимость мишени.

В дополнение к вышесказанному, существуют различные типы распылительного оборудования, такие как электронный циклотрон (ЭЦР), которые следует выбирать соответствующим образом в соответствии с применением и бюджетом.

Другая информация об распылительном оборудовании

Особенности распылительного оборудования

Распылительное оборудование может сделать толщину пленки однородной, и поскольку оно использует электрические свойства, оно может увеличить прочность пленки. Оно может производить пленки из тугоплавких металлов и сплавов, что сложно при использовании других методов PVD. Другой метод заключается в заполнении кислородом вместо аргона или других инертных газов для нанесения оксидных пленок.

Однако существуют некоторые недостатки, такие как более длительное время, необходимое для нанесения пленки по сравнению с другими методами PVD, и риск повреждения распыляемой мишени образующейся плазмой.