Sputter Coater dan Teknik
Apa itu Sputter Coater
Sputter coater bisa menjadi sistem pelapisan kompak atau meja yang idealnya cocok untuk pelapisan berkualitas tinggi dari sampel non-konduktif untuk memindai pencitraan mikroskop elektron. Menjaga spesimen tetap kering dan bersih adalah persyaratan dasar sebelum pelapisan tergagap atau menguap. Jika perlu, spesimen dan katoda ditukar dan permukaan dibersihkan dengan pelepasan pijar. Setelah itu, spesimen dipulihkan dan kemudian dilapisi dengan sputter. Besi, nikel, tembaga, dan target sputtering lainnya biasanya digunakan sebagai bahan katoda untuk instrumen ini, dan terkadang emas elektroda, platina, paladium, indium, dan logam lain atau tali karbon juga dapat digunakan sebagai "bahan katoda".
Apa itu Sputtering Coating dan Bagaimana mendefinisikan Sputter Coater
Sputtering adalah salah satu teknik preparasi film tipis PVD, yang dibagi menjadi empat kategori utama: DC sputtering, RF sputtering, magnetron sputtering, dan reactive sputtering.
Apa yang dimaksud dengan Sputtering
Sputtering adalah proses membombardir bahan target dengan partikel bermuatan -> ketika ion yang dipercepat membombardir permukaan padat -> tumbukan atom permukaan -> transfer energi dan momentum terjadi -> menyebabkan atom bahan target lepas dari permukaan dan mengendap di permukaan bahan substrat.
Sputtering juga merupakan fenomena di mana atom atau molekul lepas dari permukaan bahan target dengan membombardir partikel energi bermuatan.
Karena proses sputtering mengandung konversi momentum, partikel yang tergagap bersifat terarah.
Apa itu Sputter Coating
Lapisan sputter muncul di awal sebagai sputtering dioda DC sederhana. Ini memiliki keuntungan hanya dari perangkat sederhana, tetapi tingkat deposisi sputtering dipol DC relatif rendah. Itu tidak dapat dilakukan di bawah keadaan tekanan udara rendah (<0,1 Pa) untuk mempertahankan debit mandiri. Kerugiannya, seperti ketidakmampuan untuk menyemburkan bahan isolasi, membatasi penerapannya. Jika katoda panas dan anoda tambahan ditambahkan ke perangkat sputtering dipol DC, ini merupakan DC triple sputtering. Elektron panas yang dihasilkan oleh katoda panas tambahan dan anoda tambahan meningkatkan ionisasi atom gas yang tergagap, yang memungkinkan terjadinya sputtering bahkan pada tekanan udara rendah.
Selain itu tegangan sputtering dapat dikurangi yang berarti sputtering dilakukan pada tekanan udara rendah dan tegangan rendah. Pada saat yang sama, arus pelepasan lapisan sputtering meningkat dan dapat dikontrol secara terpisah dari voltase. Penambahan elektroda (seperti kisi-kisi) di depan katoda panas merupakan perangkat sputtering quadrupole, yang dapat menstabilkan pelepasan. Namun, perangkat ini mengalami kesulitan dalam memperoleh zona plasma dengan konsentrasi tinggi dan laju deposisi rendah, sehingga teknologi ini tidak banyak digunakan di industri.
Apa Artinya Sputtered
Sputtered dapat digunakan untuk mendapatkan logam, paduan, atau bahan dielektrik atau film pada permukaan bahan material substrat lainnya. Sangat cocok untuk pembuatan sirkuit terpadu film tipis, perangkat memimpin chip, perangkat semikonduktor dan sebagainya.
Apa yang dilakukan Proses Sputtering
Proses sputtering berarti bahwa partikel (ion atau atom atau molekul netral) dari energi tertentu membombardir permukaan padatan sehingga atom atau molekul di dekat permukaan padatan memperoleh energi yang cukup besar untuk akhirnya lepas dari permukaan padatan.
Sputtering hanya dapat dilakukan di bawah tekanan vakum tertentu, sehingga proses sputtering juga dikenal sebagai proses pelapisan sputtering vakum.
Prinsip Sputtering Magnetron
Sputtering magnetron adalah metode untuk membentuk medan magnet ortogonal ke medan listrik pada permukaan target untuk memecahkan masalah laju deposisi sputtering dipol yang rendah dan laju disosiasi plasma yang rendah. Jadi itu telah menjadi salah satu metode utama dalam industri pelapisan.
Pelapisan magnetron sputtering adalah tipe baru dari metode pelapisan fase uap fisik. Ini menggunakan sistem senjata elektron untuk memancarkan dan memfokuskan elektron pada bahan yang akan dilapisi sehingga atom tergagap mengikuti prinsip konversi momentum dan terbang menjauh dari bahan dengan energi kinetik tinggi untuk menyimpan film pada substrat. Bahan berlapis ini disebut target sputtering. Target sputtering termasuk logam, paduan, senyawa keramik, dll.
Magnetron sputtering memiliki karakteristik sebagai berikut dibandingkan dengan teknologi pelapisan lainnya
1. Beragam material yang dapat diolah menjadi target, meliputi material paduan dan keramik, bahkan hampir semua jenis logam dan senyawa.
2. Co-sputtering beberapa target dalam kondisi yang sesuai, memungkinkan pengendapan paduan yang proporsional dan konstan.
3. Penambahan oksigen, nitrogen, atau gas reaktif lainnya ke atmosfer pelepasan sputtering memungkinkan pengendapan film senyawa yang membentuk bahan target dengan molekul gas.
4. Dengan mengontrol proses pelapisan sputtering secara tepat, ketebalan film yang seragam dan berpresisi tinggi dapat diperoleh dengan mudah.
5. Bahan target dapat langsung diubah dari keadaan padat menjadi keadaan plasma dengan teknologi sputtering ion, dan pemasangan target sputtering tidak terbatas pada cara tertentu, yang cocok untuk desain ruang pelapis volume besar dengan banyak target pengaturan.
6. Karakteristik lapisan sputter cepat, film padat, dan daya rekat yang baik membuatnya cocok untuk produksi industri volume tinggi dan efisiensi tinggi.
Persyaratan Target Sputtering
Persyaratan target sputtering lebih tinggi daripada industri bahan tradisional dengan persyaratan umum seperti ukuran, kerataan, kemurnian, kandungan pengotor, densitas, N/O/C/S, ukuran butir, dan kontrol cacat.
Target sputtering juga memiliki persyaratan tinggi atau khusus, termasuk kekasaran permukaan, ketahanan, keseragaman ukuran butir, komposisi dan keseragaman jaringan, kandungan dan ukuran oksida, permeabilitas magnetik, kerapatan sangat tinggi & butir sangat halus, dll.
Target Sputtering terutama digunakan di bidang berikut
1. Industri elektronik dan informasi, termasuk sirkuit terpadu, penyimpanan informasi, layar kristal cair, memori laser, perangkat kontrol elektronik, dll.
2. Industri pelapis kaca (kaca pelapis kaca misalnya).
Industri tahan aus dan tahan korosi suhu tinggi.
3. industri barang dekoratif bermutu tinggi.
4. Industri lain dll.
Apa itu Sputtering Deposition
Deposisi sputter adalah metode sputtering atom dari target dengan membombardirnya dengan partikel berenergi tinggi dan menyimpannya di permukaan substrat untuk membentuk film tipis.
Keuntungan dan Kerugian dari Sputtering Coating
1. Secara teknis zat apa pun dapat tergagap, terutama unsur dan senyawa dengan titik leleh tinggi dan tekanan uap rendah. Padatan dalam bentuk apa pun, terlepas dari substansinya seperti logam, semikonduktor, isolator, senyawa, dan campuran, dapat digunakan sebagai bahan target. Karena bahan isolasi dan paduan seperti oksida tidak terdekomposisi dan difraksinasi saat tergagap, mereka dapat digunakan untuk menyiapkan film tipis dengan komponen serupa dengan bahan target dan film paduan dengan komponen seragam, dan bahkan film superkonduktor dengan komposisi kompleks.
2. Adhesi yang baik antara film tergagap dan substrat.
sebuah. Energi atom yang tergagap adalah 1-2 kali lipat lebih tinggi daripada energi atom yang menguap. Oleh karena itu, partikel berenergi tinggi diendapkan pada substrat untuk konversi energi, menghasilkan energi termal yang lebih tinggi dan meningkatkan daya rekat atom yang tergagap ke substrat.
b. Sebagian dari atom yang tergagap dengan energi tinggi akan menghasilkan derajat fenomena injeksi yang berbeda, membentuk lapisan difusi pada substrat tempat atom yang tergagap dan atom dari bahan substrat bercampur.
c. Selama pengeboman partikel sputtering, substrat selalu dibersihkan dan diaktifkan di wilayah plasma, yang menghilangkan atom endapan yang tidak menempel dengan baik dan memurnikan serta mengaktifkan permukaan substrat. Oleh karena itu, adhesi lapisan film tergagap ke substrat sangat ditingkatkan.
3. Dalam proses pelapisan sputter, fenomena kontaminasi sumber penguapan, yang tidak dapat dihindari selama pengendapan uap vakum, tidak ada. Oleh karena itu, kerapatan pelapisan sputtering tinggi, lubang kecil lebih sedikit, dan kemurnian lapisan film juga tinggi.
4. Karena ketebalan film dapat dikontrol dengan mengontrol arus target selama pelapisan sputter. Oleh karena itu, kemampuan mengontrol ketebalan film lapisan sputter dan reproduktifitas ketebalan film sputtering ganda dapat secara efektif melapisi ketebalan film yang telah ditentukan sebelumnya.
5. Lapisan sputter juga bisa mendapatkan film dengan ketebalan seragam di area yang luas.
Kerugian dari Sputtering (Mengacu pada Dipole Sputtering juga)
1. Peralatan sputtering yang rumit, membutuhkan perangkat tekanan (listrik) tinggi.
2. Tingkat deposisi sputtering rendah.
3. Naiknya suhu substrat tinggi dan rentan terhadap gas pengotor.
Sputter Coater untuk SEM
Mikroskop Elektron (SEM) adalah alat serbaguna. Sebagian besar waktu, ini dapat digunakan untuk memberikan informasi berskala nano pada berbagai sampel tanpa persiapan sampel. Dan dalam beberapa kasus, perlu menggunakan SEM dalam kombinasi dengan Ion sputter coater untuk mendapatkan gambar SEM yang lebih baik.
Bagaimana SEM Bekerja dan Prinsip
Teknik sputtering lapisan emas SEM dapat mencitrakan hampir semua jenis sampel, keramik, logam, paduan, semikonduktor, polimer, sampel biologis, dll. Namun, beberapa jenis sampel tertentu lebih menantang dan mengharuskan operator melakukan persiapan sampel tambahan untuk kumpulkan gambar berkualitas tinggi dengan bantuan semprotan emas SEM. Langkah-langkah tambahan ini termasuk memercikkan lapisan bahan tipis konduktif ekstra seperti emas, perak, platinum, atau kromium pada permukaan sampel.
Kelemahan SEM
Karena kemudahan pengoperasian, ada beberapa kekhawatiran saat menggunakan lapisan sputter emas. Satu-satunya perhatian adalah di awal, operator perlu mengetahui parameter terbaik untuk mendapatkan hasil penyemprotan terbaik. Namun, setelah sputtering emas, permukaan elemen tidak lagi menjadi bahan asli dan informasi linernya hilang.