Подготовка тонких пленок - PVD
До сих пор наиболее часто используемыми физическими методами были испарение и напыление. Оба они являются газофазными методами, при которых исходный материал переносится на подложку один за другим in situ. Эти методы часто называют физическим осаждением из паровой фазы (PVD). PVD обычно проводится в высоковакуумной камере для минимизации помех от окружающих газов.
Испарение
Существует два основных типа испарения. Они отличаются методом подвода энергии к источнику. В одном методе источник в виде гранул помещается в металлический испаритель⾈ и нагревается очень высоким током в диапазоне 100 А. Это называется резистивным нагревательным испарением. Преимуществом этого метода является его простота, поскольку для питания источника требуется только источник постоянного тока высокого тока (низкого напряжения). Недостатками являются недостаточная эффективность нагрева и загрязнение. Поскольку все части нагревательного контура горячее, чем частицы источника, они также будут в определенной степени испаряться, что может привести к загрязнению и дегазации.
Второй метод - нагрев электронным лучом. В этом методе электроны, испускаемые из нагретой нити, ускоряются высоким напряжением в диапазоне 10 кВ и фокусируются на небольшой точке исходной частицы. Поскольку этот процесс происходит в вакууме, электроны легко ускоряются и манипулируются магнитным полем, не сталкиваясь с газовыми подложками. Этот метод более эффективен, поскольку энергия передается точно на частицы источника с минимальным нагревом других стационарных устройств. В результате загрязнение сводится к минимуму. Недостатком этого метода является сложность источника питания. Конструкция высоковольтного источника питания сложнее, чем низковольтного источника питания с высоким током. Также большое значение имеет безопасность, поскольку постоянное напряжение 10 кВ может быть смертельно опасным. Тем не менее, электронно-лучевое испарение по-прежнему является одним из наиболее часто используемых методов испарения при разработке тонких пленок.
Из-за физической траектории испаряющегося материала и высокого вакуума пленки, полученные испарением, имеют тенденцию быть ориентированными и неконформными. Это может быть преимуществом во многих приложениях, например, в стрип-литографии. Высоконаправленный характер потока при испарении также используется в особом классе пленок, называемых наноструктурированными пленками. Эти пленки не содержат случайно уложенных изотропных структур, а скорее содержат нанометровые столбики и нанометровые ручные структуры, которые могут быть использованы для проектирования электрических и оптических свойств этих пленок. Тип нанесения рисунка, называемый литографией с теневой маской, также основан на осаждении с прямой видимостью, и испарение здесь не подходит.
Напыление
При напылительном осаждении используются изотропы газа с электрическим возбуждением в вакуумной системе. Ионы в плазме ускоряются по направлению к катоду, а нейтральные протоны выбрасываются с поверхности катода во время бомбардировки. Выброшенные протоны накапливаются на всех поверхностях, включая поверхность подложки. Поэтому катод должен состоять из того же исходного материала, что и осаждаемый материал. В отличие от испарения, здесь исходный материал поддерживается при низкой температуре за водой за счет проточного охлаждения. Выброс атомов из источника (называемого в данном контексте местом назначения) происходит за счет передачи импульса, а не тепла. В этом заключается фундаментальное различие между напылением и испарением. Благодаря передаче импульса получаемая пленка будет более плотной и густой по сравнению с испарением. Низкие температуры мишени также позволяют осаждать определенные соединения, такие как оксиды и нитриды, которые в противном случае могли бы разложиться при высоких температурах, возникающих при испарении. Однако для сложных соединений импульсное лазерное осаждение является более предпочтительным методом, чем напыление.
Напыление более универсально, чем испарение, и более широко используется в промышленных процессах, поскольку мишени и изотопы могут быть изготовлены в различных формах для различных конфигураций покрытия. Они могут быть круглыми, прямоугольными, цилиндрическими или другой специальной формы для удовлетворения конкретных потребностей.
Мы предлагаем быстрыйУслуги по проектированию устройств МЭМС / обработке микро- и наноструктур, Не стесняйтесь оставить сообщение с вашим запросом.
Сопутствующие товары
Связанное чтение
Микро- и нанообработка | Тонкая обработка МЭМС (II)
Микро- и нанообработка | Тонкая обработка МЭМС (II) Технология микрофабрикации
Микро- и нанообработка | травление
Микро- и нанообработка | травление После нанесения рисунка на резистную пленку методом фотолитографии
Микро- и нанообработка | для клеточных массивов
Микро- и нанообработка | для клеточного микрочипирования Клеточное микрочипирование (или