Sputter Coater ve Teknikleri
Püskürtme Kaplayıcı Nedir?
Sputter kaplayıcı, taramalı elektron mikroskobu görüntüleme için iletken olmayan numunelerin yüksek kalitede kaplanması için ideal olarak uygun kompakt veya masa üstü bir kaplama sistemi olabilir. Numuneyi kuru ve temiz tutmak, kaplamayı püskürtmeden veya buharlaştırmadan önce temel bir gerekliliktir. Gerekirse numune ve katot değiştirilir ve yüzey kızdırma deşarjı ile temizlenir. Bundan sonra, numune geri kazanılır ve ardından püskürterek kaplanır. Demir, nikel, bakır ve diğer püskürtme hedefleri, bu alet için yaygın olarak katot malzemeleri olarak kullanılır ve bazen elektrot altın, platin, paladyum, indiyum ve diğer metaller veya karbon halat da "katot malzemeleri" olarak kullanılabilir.
Püskürtme Kaplama Nedir ve Püskürtme Kaplama Nasıl Tanımlanır?
Püskürtme, PVD ince film hazırlama tekniklerinden biridir ve dört ana kategoriye ayrılır: DC püskürtme, RF püskürtme, magnetron püskürtme ve reaktif püskürtme.
Püskürtme Ne Demektir?
Püskürtme, hedef malzemeyi yüklü parçacıklarla bombardıman etme işlemidir -> hızlandırılmış iyonlar katı yüzeyi bombaladığında -> yüzeydeki atomik çarpışmalar -> enerji ve momentum transferi meydana gelir -> hedef materyal atomlarının yüzeyden kaçmasına ve yüzeyde birikmesine neden olur alt tabaka malzemesi.
Püskürtme aynı zamanda atomların veya moleküllerin yüklü enerji parçacıklarıyla bombardıman ederek hedef malzemelerin yüzeyinden kaçtığı bir olgudur.
Püskürtme işlemi momentum dönüşümü içerdiğinden, püskürtülen parçacıklar yönlüdür.
Püskürtme Kaplama Nedir?
Püskürtme kaplama, başlangıçta basit DC diyot püskürtme olarak ortaya çıktı. Sadece basit bir cihazın avantajına sahiptir, ancak DC dipol püskürtme biriktirme hızı nispeten düşüktür. Düşük hava basıncı (<0,1 Pa) koşullarında kendi kendini idame ettiren tahliyeyi sürdürmek için gerçekleştirilemez. Yalıtım malzemelerinin püskürtülmemesi gibi dezavantajlar, uygulamasını sınırlar. DC dipol püskürtme cihazına bir sıcak katot ve bir yardımcı anot eklenirse, bu DC üçlü püskürtmeyi oluşturur. İlave sıcak katot ve yardımcı anot tarafından üretilen sıcak elektronlar, püskürten gaz atomlarının iyonizasyonunu arttırır, bu da püskürtmeyi düşük hava basıncında bile mümkün kılar.
Ek olarak püskürtme voltajı azaltılabilir, bu da püskürtmenin düşük hava basıncında ve düşük voltajda gerçekleştirildiği anlamına gelir. Aynı zamanda püskürtme kaplamanın deşarj akımı arttırılır ve voltajdan bağımsız olarak kontrol edilebilir. Sıcak katodun önüne bir elektrot (ızgara benzeri) eklenmesi, boşalmayı stabilize edebilen dört kutuplu bir püskürtme cihazı oluşturur. Ancak bu cihazlar, yüksek konsantrasyonlarda ve düşük birikme hızlarında plazma bölgeleri elde etmekte zorlanmakta, bu nedenle bu teknolojiler endüstride yaygın olarak kullanılmamaktadır.
Püskürtülmüş Ne Demektir?
Püskürtme, diğer substrat malzemesi maddesinin yüzeyinde metal, alaşım veya dielektrik malzemeler veya filmler elde etmek için kullanılabilir. İnce film entegre devreler, çip kurşun cihazları, yarı iletken cihazlar vb. Üretimi için uygundur.
Püskürtme İşlemi ne işe yarar
Püskürtme işlemi, belirli bir enerjiye sahip parçacıkların (iyonlar veya nötr atomlar veya moleküller) bir katının yüzeyini bombardıman etmesi ve böylece katının yüzeyine yakın atomların veya moleküllerin sonunda katının yüzeyinden kaçacak kadar büyük bir enerji kazanması anlamına gelir.
Püskürtme işlemi yalnızca belirli bir vakum basıncı altında gerçekleştirilebilir, bu nedenle püskürtme işlemi vakumlu püskürtme kaplama işlemi olarak da bilinir.
Magnetron Püskürtme Prensipleri
Magnetron püskürtme, dipol püskürtmenin düşük biriktirme hızı ve düşük plazma ayrışma hızı sorunlarını çözmek için hedef yüzeydeki elektrik alanına dikey bir manyetik alan oluşturmak için bir yöntemdir. Böylece kaplama endüstrisindeki ana yöntemlerden biri haline gelmiştir.
Magnetron püskürtmeli kaplama, yeni bir tür fiziksel buhar fazlı kaplama yöntemidir. Elektronları kaplanacak malzemeye yaymak ve odaklamak için bir elektron tabancası sistemi kullanır, böylece atomlar momentum dönüşümü ilkesini takip etmek için püskürtülür ve alt tabaka üzerinde bir film biriktirmek için yüksek kinetik enerjiyle malzemeden uçar. Bu kaplanmış malzemeye püskürtme hedefi denir. Püskürtme hedefleri metalleri, alaşımları, seramik bileşikleri vb. içerir.
Magnetron püskürtme, diğer kaplama teknolojilerine kıyasla aşağıdaki özelliklere sahiptir
1. Alaşımlar ve seramik malzemeler, hatta hemen hemen her tür metal ve bileşik dahil olmak üzere hedef haline getirilebilecek geniş malzeme yelpazesi.
2. Uygun koşullar altında birden fazla hedefin birlikte püskürtülmesi, tam oranlı ve sabit alaşımların birikmesine olanak tanır.
3. Püskürtme deşarj atmosferine oksijen, nitrojen veya diğer reaktif gazların eklenmesi, gaz molekülleri ile hedef malzemeyi oluşturan bileşik filmlerin birikmesine izin verir.
4. Püskürtme kaplama sürecini hassas bir şekilde kontrol ederek, tekdüze ve yüksek hassasiyetli film kalınlıkları kolayca elde edilebilir.
5. Hedef malzeme, iyon püskürtme teknolojisi ile doğrudan katı halden plazma haline dönüştürülebilir ve püskürtme hedeflerinin kurulumu, birden fazla hedefi olan büyük hacimli bir kaplama odasının tasarımı için uygun olan belirli bir yolla sınırlı değildir. ayarlama.
6. Hızlı püskürtmeli kaplama, yoğun film ve iyi yapışma özellikleri, onu yüksek hacimli ve yüksek verimli endüstriyel üretim için uygun kılar.
Püskürtme Hedefleri Gereksinimleri
Püskürtme hedeflerinin gereklilikleri, boyut, düzlük, saflık, safsızlık içeriği, yoğunluk, N/O/C/S, tane boyutu ve kusur kontrolü gibi genel gereklilikler ile geleneksel malzeme endüstrisininkinden daha yüksektir.
Püskürtme hedefleri ayrıca yüzey pürüzlülüğü, direnç, tane boyutu tekdüzeliği, bileşim ve doku tekdüzeliği, oksit içeriği ve boyutu, manyetik geçirgenlik, ultra yüksek yoğunluk ve ultra ince taneler vb. dahil olmak üzere yüksek veya özel gereksinimlere sahiptir.
Püskürtme Hedefleri temel olarak aşağıdaki alanlarda kullanılır
1. Entegre devreler, bilgi depolama, sıvı kristal ekran, lazer bellek, elektronik kontrol cihazları vb. dahil olmak üzere elektronik ve bilgi endüstrisi.
2. Cam kaplama endüstrisi (örneğin püskürtmeli kaplama camı).
Aşınmaya dayanıklı ve yüksek sıcaklığa dayanıklı korozyona dayanıklı endüstriler.
3. yüksek dereceli dekoratif eşya endüstrisi.
4. Diğer endüstriler vb.
Püskürtme Birikimi Nedir?
Püskürtme biriktirme, atomları bir hedeften yüksek enerjili parçacıklarla bombardıman ederek ve ince bir film oluşturmak üzere alt tabakanın yüzeyinde biriktirerek püskürtme yöntemidir.
Püskürtme Kaplamanın Avantajları ve Dezavantajları
1. Teknik olarak herhangi bir madde, özellikle yüksek erime noktalarına ve düşük buhar basıncına sahip elementler ve bileşikler püskürtülebilir. Metaller, yarı iletkenler, yalıtkanlar, bileşikler ve karışımlar gibi maddeden bağımsız olarak herhangi bir şekildeki katılar hedef malzeme olarak kullanılabilir. İzolasyon malzemeleri ve oksitler gibi alaşımlar püskürtüldüklerinde ayrışmadıkları ve parçalanmadıkları için hedef malzemeye benzer bileşenlere sahip ince filmler ve tekdüze bileşenlere sahip alaşım filmler ve hatta karmaşık bileşimlere sahip süper iletken filmler hazırlamak için kullanılabilirler.
2. Püskürtülmüş film ile alt tabaka arasında iyi yapışma.
a. Püskürtülmüş atomların enerjisi, buharlaştırılmış atomlarınkinden 1-2 kat daha yüksektir. Bu nedenle, yüksek enerjili parçacıklar, enerji dönüşümü için alt tabaka üzerinde birikerek daha yüksek termal enerji üretir ve püskürtülen atomların alt tabakaya yapışmasını arttırır.
b. Yüksek enerjili püskürtülen atomların bir kısmı, püskürtülen atomların ve altlık malzemesi atomlarının birbirine karıştığı altlık üzerinde bir difüzyon tabakası oluşturarak farklı derecelerde enjeksiyon olayları üretecektir.
c. Püskürtme parçacıklarının bombardımanı sırasında, substrat her zaman plazma bölgesinde temizlenir ve aktive edilir, bu da iyi yapışmayan çökmüş atomları uzaklaştırır ve substrat yüzeyini saflaştırır ve aktive eder. Bu nedenle, püskürtülen film tabakasının alt tabakaya yapışması büyük ölçüde arttırılır.
3. Püskürtme kaplama işleminde, vakumlu buhar biriktirme sırasında önlenemeyen buharlaşma kaynağı kirlenmesi olgusu mevcut değildir. Bu nedenle, püskürtme kaplama yoğunluğu yüksektir, daha az iğne deliği vardır ve film tabakasının saflığı da yüksektir.
4. Püskürtmeli kaplama sırasında hedef akım kontrol edilerek film kalınlığı kontrol edilebildiğinden. Bu nedenle, püskürtmeli kaplamanın film kalınlığının kontrol edilebilirliği ve çoklu püskürtmenin film kalınlığının tekrar üretilebilirliği, filmin önceden belirlenmiş kalınlığını etkili bir şekilde plakalayabilir.
5. Püskürtme kaplama aynı zamanda geniş bir alan üzerinde tekdüze kalınlıkta bir film elde edebilir.
Püskürtmenin Dezavantajı (Dipol Püskürtmeyi de ifade eder)
1. Yüksek (elektrikli) basınçlı cihazlar gerektiren karmaşık püskürtme ekipmanı.
2. Düşük püskürtme biriktirme oranı.
3. Alt tabakanın yükselen sıcaklığı yüksektir ve kirlilik gazlarına karşı hassastır.
SEM için Püskürtme Kaplayıcı
Elektron Mikroskopları (SEM) çok yönlü bir araçtır. Çoğu zaman, numune hazırlama olmaksızın çeşitli numuneler hakkında nano ölçekli bilgi sağlamak için kullanılabilir. Ve bazı durumlarda, daha iyi SEM görüntüleri elde etmek için SEM'i bir İyon püskürtmeli kaplayıcı ile birlikte kullanmak gerekir.
SEM Nasıl Çalışır ve Prensipleri
SEM altın kaplamanın püskürtme tekniği, neredeyse tüm numune tiplerini, seramikleri, metalleri, alaşımları, yarı iletkenleri, polimerleri, biyolojik numuneleri vb. görüntüleyebilir. SEM altın spreyi yardımıyla yüksek kaliteli görüntüler toplayın. Bu ek adımlar, örneğin yüzeyinde altın, gümüş, platin veya krom gibi ekstra iletken ince bir malzeme tabakasının püskürtülmesini içerir.
SEM'in Dezavantajları
Çalıştırma kolaylığı nedeniyle, altın püskürtme kaplama kullanılırken birkaç endişe vardır. Tek dikkat edilmesi gereken nokta, başlangıçta operatörün en iyi püskürtme sonuçlarını elde etmek için en iyi parametreleri bulması gerektiğidir. Ancak altın püskürtme işleminden sonra elemanların yüzeyi artık orijinal malzeme olmaktan çıkar ve bunların astar bilgileri kaybolur.