Dépôt de couches minces丨Technologie de pulvérisation magnétron Principes et applications

Qu'est-ce que la pulvérisation magnétron ?

La pulvérisation magnétron est un procédé de dépôt physique en phase vapeur (PVD) qui fait partie de l'ensemble des procédés de dépôt physique en phase vapeur (PVD).L'un des procédés de dépôt sous vide. En raison de sa basse température de dépôt, de sa bonne qualité de film, de sa bonne uniformité, de sa vitesse de dépôt rapide, il peut préparer une grande surface de film dur uniforme et dense et de nombreux autres avantages, il est largement utilisé dans le revêtement industriel.

Le nom "pulvérisation magnétron" vient de l'utilisation d'un champ magnétique pour contrôler le comportement des particules ioniques chargées lors du dépôt par pulvérisation magnétron. Le processus nécessite une chambre à vide poussé afin de créer un environnement à basse pression pour la pulvérisation.tout d'abordLe gaz contenant le plasma (généralement de l'argon) pénètre dans la chambre.Une tension négative élevée est appliquée entre la cathode et l'anode pour initier l'ionisation du gaz noble. Les ions d'argon positifs du plasma entrent en collision avec la cible chargée négativement. Chaque collision de particules énergétiques entraîne l'éjection d'atomes de la surface de la cible (cible) dans l'environnement sous vide et leur propulsion sur la surface du substrat.Des champs magnétiques puissants produisent des densités de plasma élevées en confinant les électrons près de la surface de la cible, ce qui augmente la vitesse de dépôt et empêche le bombardement ionique d'endommager le substrat. La plupart des matériaux peuvent être utilisés comme cibles pour les processus de pulvérisation car les systèmes de pulvérisation magnétron ne nécessitent pas de fusion ou d'évaporation.matériel d'origine.

Avantages de la pulvérisation magnétron

pulvérisation magnétronsupérieur aux autresles techniques de dépôt de couches minces, car il est possible de préparer de grandes quantités de couches minces à un coût très faible.Elle convient également très bien aux matériaux à point de fusion élevé qui ne peuvent pas être évaporés, et c'est une technologie qui permet la formation de films très denses et bien adhérents.

écologique
Taux de dépôt rapide
Couverture complète des matériaux
environnement à basse température
Pureté et densification élevées du film
Film très adhésif, bonne liaison film-substrat
La pulvérisation simultanée de différents matériaux sur un substrat est possible
Facilite l'industrialisation et permet une très bonne uniformité des films sur de grands substrats

Applications de la pulvérisation magnétron

Divers films fonctionnels : films ayant des fonctions spéciales telles que l'absorption, la transmission, la réflexion, la réfraction et la polarisation. Par exemple, le film d'amélioration de la transmittance en nitrure de silicium déposé à basse température, utilisé pour améliorer l'efficacité de la conversion photoélectrique des cellules solaires.
Domaine de la décoration : film entièrement réfléchissant et film semi-transparent, étui de téléphone portable, souris, etc.
En microélectronique, elle peut être utilisée comme technique de revêtement non thermique, principalement pour le dépôt chimique en phase vapeur (CVD), afin d'obtenir des films larges et uniformes.
Champ optique : film optique (tel que le film d'amélioration de la transmission), verre à faible émissivité, verre conducteur transparent, etc.
Industrie de l'usinage : les technologies de dépôt de surface telles que les films fonctionnels de surface, les films super-durs et les films autolubrifiants ont été considérablement développées depuis le tout début. Ces films peuvent améliorer efficacement la dureté de la surface, la ténacité des matériaux composites, la résistance à l'usure, la stabilité chimique à haute température et la durée de vie des produits revêtus.
Outre les domaines susmentionnés dans lesquels la pulvérisation magnétron a été largement appliquée, elle joue également un rôle important dans la recherche sur les couches minces supraconductrices à haute température, les couches minces ferroélectriques, les couches minces magnétorésistives géantes, les matériaux électroluminescents en couches minces, les cellules solaires et les couches minces d'alliages à mémoire.

Matériaux de pulvérisation courants

La pulvérisation cathodique magnétron permet de traiter des matériaux :

ITO (oxyde d'étain indien), IGZO (oxyde de zinc indien gallium), SiO2 (dioxyde de silicium), Mo (molybdène), Ti (titane), Al (aluminium), Au (or), Pt (platine), Ag (argent), W (tungstène), Cu (cuivre), Co (cobalt) et autres types de films minces métalliques, matériaux composés.

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