Bug'lanish va chayqalish ikkalasiga tegishlijismoniy bug 'birikishi (PVD). Ikkalasi ham metallni manba materialidan namuna yuzasiga o'tkazadi. Biroq, "qoplama hosil qila olish" natijada olingan plyonkalarning bir xil ekanligini anglatmaydi.
Farqlarni uchta asosiy savolni ko'rib chiqish orqali tekshirish mumkin: Material qanday qilib manbani tark etadi? Zarrachalar vakuum kamerasi bo'ylab qanday harakatlanadi? Er yuzasiga chiqqandan so'ng, ularning energiya va yo'nalish ma'lumotlarining qancha qismi saqlanib qoladi?
01｜Fiyatlari va kamchiliklarini solishtirishga shoshilmang - Avval metallar qanday hosil bo'lishini tushunib oling
Termal bug'lanish rezistiv tarzda isitiladigan qayiqlar, filamentlar yoki tigellarga tayanadi va manba materialini etarli darajada bug 'bosimi hosil bo'lguncha qizdiradi.
Elektron-nurli bug'lanish energiyani manba materialining mahalliy hududlariga to'plash uchun fokuslangan elektron nurdan foydalanadi, bu esa uni ancha yuqori manba haroratini talab qiladigan materiallarga moslashtiradi.
Ularning isitish mexanizmlari bir-biridan farq qilsa-da, keyingi asosiy jarayon o'xshashdir: manba material gaz fazasiga o'tadi, past bosimli kamera orqali sovuqroq namuna yuzasiga o'tadi, u erda u adsorbsiyalanadi, yadrolanadi va asta-sekin yupqa plyonkali qatlamga birlashadi.
Magnetronning püskürtülmesi maqsadli materialni "qaynatmaydi". Ishchi gaz plazma hosil qilish uchun hayajonlanadi. Ionlar nishon yuzasi yaqinida energiya oladi va nishonni bombardimon qiladi. To'qnashuv kaskadlari maqsadli atomlarni sirtdan chiqarib yuboradi. Chiqib ketgan zarralar keyin ish gazidan o'tib, namunaga etib boradi. Magnit maydonning asosiy vazifasi elektronlarni maqsadli sirt yaqinida samaraliroq cheklash, ionlanish va tushirish samaradorligini oshirishdir.
Namunaga tushadigan haqiqiy oqimga hali ham maqsad geometriyasi, magnit maydon taqsimoti, ish bosimi, maqsaddan substratgacha bo'lgan masofa, armatura holati va namunaning harakat rejimi ta'sir qiladi.
02｜Yo'nalish - bu qurilmaning spetsifikatsiyasi emas, balki zarrachalarni tashish natijasidir.
An'anaviy yuqori vakuumli bug'lanishda manba va namuna o'rtasidagi gaz fazali to'qnashuvlar kam uchraydi. Zarrachalar deyarli to'g'ri chiziq bo'ylab harakatlanadi. Manbaga qaragan namunaning sirtlari zarrachalar oqimini osongina qabul qiladi, qadamlar yoki fotorezist yon devorlar bilan soyalangan joylar esa soya effektlarini sezishi mumkin. Bu taniqli "ko'rish chizig'i" dir.
Biroq, yo'nalish faqat "bug'lanish" atamasi bilan belgilanmaydi. Manba o'lchamlari, manbadan namunaga masofa, namunaning egilish burchagi, armatura soyasi va aylanish rejimi - bularning barchasi kelgan zarrachalarning tushish burchagini o'zgartiradi. Eğimli substratni joylashtirish yoki sayyora harakati bilan bir xil bug'lanish tizimi ma'lum xususiyatlar uchun yon devor qoplamasini faol ravishda yaxshilashi mumkin.
Cho'kish ma'lum bir ish-gaz muhitida doimiy elektr zaryadini talab qiladi. Maqsadli atomlar maqsad sirtini tark etgandan so'ng, ular gaz atomlari bilan to'qnashishi va traektoriyalarini qayta taqsimlashi mumkin. Bundan tashqari, maqsadning o'zi ideal nuqta manbai emas. Shunday qilib, an'anaviy püskürtme odatda standart bug'lanish bilan solishtirganda namunaga tushgan zarrachalarning kengroq burchakli taqsimlanishini ta'minlaydi. Shunga qaramay, "sputtering yo'nalishi yo'q" degan bayonot ham xuddi shunday noto'g'ri. Ish bosimini pasaytirish yoki ko'tarish, mo'ljaldan substratgacha bo'lgan masofani sozlash, kollimatsiya qiluvchi tuzilmalardan foydalanish va namunani qayta joylashtirish to'qnashuv chastotasi va hodisa burchagi taqsimotini o'zgartiradi. Yuqori bosim zarrachaning burchakli tarqalishini kengaytirishi va kelayotgan zarralarning ko'proq energiya yo'qotishiga olib kelishi mumkin.
03｜Nega bitta jarayon ko'tarilishni afzal ko'radi, ikkinchisi esa bosqichlarni qoplash uchun yaxshiroq ishlaydi
Uch o'lchovli tuzilmalarga duch kelganda, yo'nalishdagi farqlar kuchayadi. Ko'tarilishning asosiy printsipi birinchi navbatda fotorezist qatlamidagi teshiklarni naqsh qilish, plyonkani butun substrat ustiga qo'yish va keyin fotorezistni eritib, rezistentning yuqori qismidagi plyonkani birga olib tashlashdir.
Muvaffaqiyatli ko'tarilish uchun teshiklar ichidagi substratdagi maqsadli plyonka yon devorlar bo'ylab qarshilikning yuqori qismidagi plyonka bilan uzluksiz aloqa hosil qilmasligi kerak. Ko'rish chizig'ining kuchli yo'nalishi bo'lgan bug'lanish qarshilik yon devorlari yaqinida qalinlikdagi tanaffus hosil qiladi.
04｜Substratning tajribasi "Metal qatlam bilan qoplangan" dan ancha uzoqroqqa ketadi
Bug'lanish odatda "yumshoq" deb ta'riflanadi, chayqalish esa "kuchli bombardimon" deb hisoblanadi.
Ikkala idrok ham faktik asosga ega, lekin hech biri uskuna va jarayon sharoitlaridan qat'iy nazar haqiqatga to'g'ri kelmaydi.
Bug'lanish paytida namunada termal nurlanish, issiqlik manbasiga ta'sir qilish va cho'kish davomiyligi tufayli harorat ko'tarilishi mumkin.
Elektron-nurli tizimlar uchun elektronlar, rentgen nurlari, manba-materialning chayqalishi va zarralar kabi qo'shimcha omillarni ham hisobga olish kerak.
Polimerlar, fotorezistlar, past erish nuqtasi qatlamlari yoki radiatsiyaga sezgir qurilmalar faqat jarayon nomidan kelib chiqib xavfsiz deb hisoblanmasligi kerak. Chaqnayotgan muhitda maqsadli atomlardan tashqari ionlar, elektronlar, aks ettirilgan neytrallar va aralashmalar oqimi ham bo'lishi mumkin. Substratning egilishi, plazma joylashuvi va ish bosimi namunaga etkazib beriladigan haqiqiy energiyani o'zgartiradi. Mo''tadil energiya sirt migratsiyasini va interfaal bog'lanishni rag'batlantirishi mumkin, ortiqcha energiya esa haroratning ko'tarilishiga, sirt o'zgarishiga, qayta püskürtülmesine yoki sezgir qatlamlarning shikastlanishiga olib kelishi mumkin.
Shuning uchun, namuna tolerantligi haqida gapirganda, "harorat yuqori yoki yo'qmi" deb so'ramaslik kerak. Namuna yuzasi nimadan iboratligini, uning ostida yupqa oksidli qatlamlar yoki ikki o'lchovli materiallar mavjudligini, fotorezistning hali ham mavjudligini, qurilma ishlab chiqarish tugallanganligini va jarayondan keyingi tavlanish yoki tozalashga ruxsat berilganligini hisobga olish kerak.
05｜Nima uchun “Spilajli filmlar zichroq” bu faqat boshlang'ich nuqtadir.
Yupqa plyonka qattiq metall blok sifatida tushmaydi. Buning o'rniga, kiruvchi zarralar birinchi navbatda adsorblanadi va orollarni hosil qilish uchun yadrolanadi. Keyinchalik bu orollar o'sib boradi va birlashadi va oxir-oqibat doimiy plyonkaga aylanadi. Kelayotgan zarrachalarning energiyasi, substrat harorati, cho'kish tezligi, tushish burchagi, sirt tozaligi va qoldiq gaz zarrachalarning sirt harakatchanligini boshqaradi va don hajmini, g'ovakligini, pürüzlülüğünü, teksturasini va qoldiq kuchlanishini o'zgartiradi. Baquvvat sochilgan zarralar va ular bilan bog'liq energiya oqimlari, odatda, sirt harakatchanligini va nisbatan zich plyonkalarni kutishga olib keladi.
Shunga qaramay, purkalgan plyonkalar yuqori ish bosimi, sezilarli to'qnashuv energiyasini yo'qotish, noqulay hodisa burchaklari yoki etarli bo'lmagan sirt sharoitlari sharoitida g'ovakli ustunli tuzilmalarni, katta kuchlanish yoki yuqori pürüzlülüğü ham rivojlantirishi mumkin. Bug'langan plyonkalar ham g'ovakli emas. Substrat harorati, cho'kish tezligi, sirtni tozalash va yordamchi energiya manbalariga o'zgartirishlar yadrolanish va o'sish xatti-harakatlarini ham o'zgartiradi.
Yuqori plyonka zichligi avtomatik ravishda yaxshi ishlaydigan qurilmalarga o'tmaydi. Metall elektrodlar kontakt qarshiligi va chekka yaxlitligiga ko'proq ustunlik berishi mumkin; optik tuzilmalar pürüzlülük va optik konstantalarga ko'proq e'tibor qaratishi mumkin; to'xtatilgan tuzilmalar stressga juda sezgir; diffuziya-to'siq qatlamlari doimiylik va nuqson yo'llariga katta e'tibor beradi. "Zich" shunchaki moddiy tavsifdir. Oxir-oqibat, ishlash nozik plyonka ilovasining funktsional talablariga muvofiq baholanishi kerak.
Xulosa
Bug'lanish ham, purkash ham metallarni cho'ktirishi mumkin, ammo ular bir-birini almashtirib bo'lmaydigan tugmachalar emas. Bug'lanish isitish orqali materiallarni gaz fazasiga bug'laydi va odatdagi sharoitlarda kuchli ko'rish chizig'ini ko'rsatadi. Sputtering ion bombardimoni orqali maqsadli atomlarni ozod qiladi; Ishchi gaz va asbob-uskunalar geometriyasidagi to'qnashuvlar, odatda, kelish burchaklarining kengroq diapazonini beradi.
"Bug'lanish yaxshiroq" yoki "to'kish yaxshiroq" kabi da'volar erta. Tegishli jarayon yo'nalishi zarrachalar xususiyatlarga qanday etib borishini tushuntirishi, plyonkaning minimal qalinligi uchun qaysi joy tekshirilishini, qanday turdagi nosozliklarni kutish kerakligini va yupqa plyonka qatlami haqiqatan ham o'z vazifasini bajarganligini aniqlash uchun qanday yakuniy mezonlar ishlatilishini ko'rsatishi kerak.
