Grundlagen der Dünnfilmvorbereitung

In diesem Artikel wird kurz die relevanten Kenntnisse der Halbleiterbeschichtung eingeführt, und die grundlegenden Methoden zur Vorbereitung von Dünnfilmen umfassen thermische Verdunstung und Sputtern.

EDampf

Die thermische Verdunstung ist eine ausgereifte und weit verbreitete Methode zur Vorbereitung dünner Filme. Bei hohen Temperaturen, wenn das Filmmaterial auf eine höhere Temperatur erhitzt wird, verdampfen die Atome oder Moleküle des Filmmaterials von der Oberfläche des Films und haften an der Oberfläche des Substrats, um einen dünnen Film zu bilden. Abhängig von der Verdunstungsquelle kann die thermische Verdunstung in die folgenden zwei Kategorien unterteilt werden.

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(1) Resistenzheizmethode

Bei einem Vakuum von 10-6 torr oder mehr wird das Material erhitzt, um der Verdunstungsquelle zu entkommen, sich in eine Dampfphase zu verwandeln und dann in die Matrix und ihre Umgebung abzulegen, um einen dünnen Film zu bilden. Dieser Prozess basiert auf einer Widerstandserwärmung durch eine kontinuierliche Stromversorgung, um den Joule -Erheizungseffekt und hohe Energie zu erzeugen, so dass Atome oder Moleküle eine bestimmte kinetische Energie gewinnen und einen dünnen Film auf der Oberfläche des Substrats bilden.

(2) Wärmeverdampfung des Elektronenstrahls

Das Elektronenstrahlverdampfungsverfahren verwendet hauptsächlich den Elektronenpistolenemitter, um Elektronen an die Oberfläche der Membran zu emittieren, und das Membranmaterial wird von Elektronen bombardiert, um innere Energie zu erzeugen, und die Partikel in der Membran umwandeln die innere Energie in kinetische Energie und verdampfen zur Oberfläche der Substrat.

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Magnetronsputter

Die Sputtertechnologie umfasst Gleichstromsputter, AC -Sputter, Reaktionsspotterung und Magnetron -Sputter, bei dem die Atome oder Moleküle auf der Oberfläche eines festen Ziels durch das Bombardieren der Oberfläche eines festen Ziels durch geladene Partikel in einer Vakuumumgebung ausgeworfen werden.

The RF magnetron sputtering process is to fill an appropriate amount of argon under the condition of high vacuum, apply a radio frequency (13.56 MHz) power supply between the cathode (cylindrical target or planar target) and the anode (coating chamber wall), and produce a magnetron abnormal glow discharge in the coating chamber, and the electrons collide with the argon atoms in the process of flying to the substrate under the action of Das elektrische Feld E, so dass die Argongas ionisiert (die AR -Atome werden unter der Wirkung der Hochspannung in AR+ und Elektronen ionisiert), und die einfallenden Ionen (AR+) bombardieren das Ziel unter der Wirkung des elektrischen Feldes. Die neutralen Atome oder Moleküle auf der Oberfläche des Ziels können genügend kinetische Energie erhalten, um die Oberfläche des Ziels zu verlassen, und auf der Oberfläche des Substrats abgelagert werden, um einen dünnen Film zu bilden.

Die hergestellten sekundären Elektronen werden von den elektrischen und magnetischen Feldern beeinflusst, was zu einer Drift in Richtung E (elektrisches Feld) × B (Magnetfeld) führt, die als E × B -Drift bezeichnet wird und deren Trajektorie einem Cycloid ähnlich ist. Bei einem toroidalen Magnetfeld bewegen sich die Elektronen in einer kreisförmigen Bewegung auf der Zieloberfläche in Form eines ungefähren Cycloids, und ihr Weg ist nicht nur lang, sondern auch an den Plasmabereich in der Nähe der Zieloberfläche gebunden, wobei eine große Menge an AR+ ionisiert wird, um das Ziel zu bombardieren und so eine Hochabstandsrate zu erreichen.

Mit zunehmender Anzahl von Kollisionen wird die Energie der sekundären Elektronen erschöpft und sich allmählich von der Zielfläche entfernen und schließlich unter der Wirkung des elektrischen Feldes E auf dem Substrat abgelagert, da die Energie dieses Elektrons sehr niedrig ist, die an das Substrat übertragene Energie ist gering, was zu einem niedrigen Temperaturanstieg des Substrats führt.

Im Vergleich zu dem Film, der durch die thermische Verdampfungstechnologie gedreht wurde, ist der optische Film, der von Sputtertechnologie erstellt wurde, von besserer Qualität. Der Grund dafür ist, dass die Energie von Sputterpartikeln eine Größenordnung ist, die größer ist als die von thermisch verdampften Partikeln, was sicherstellt, dass der Film eine stärkere Bindungskraft für das Substrat, eine höhere Aggregationsdichte und einen Brechungsindex näher an dem des Massenmaterials aufweist.