La produzione di plasma nello sputtering comporta diverse fasi chiave. Ecco una descrizione dettagliata per aiutarvi a capire meglio il processo.
11 fasi per comprendere il processo di produzione del plasma nello sputtering
Fase 1: Impostazione della camera a vuoto
Il processo di sputtering inizia con una camera a vuoto. Questa camera contiene il materiale target, il substrato e gli elettrodi RF.
Fase 2: introduzione del gas di sputtering
Un gas inerte come l'argon o lo xenon viene introdotto nella camera. Questi gas sono scelti perché non reagiscono con il materiale target o con altri gas di processo.
Fase 3: Applicazione dell'alta tensione
L'alta tensione viene applicata tra il catodo e l'anodo. Il catodo si trova direttamente dietro il target di sputtering, mentre l'anodo è collegato alla camera come massa elettrica.
Fase 4: Accelerazione degli elettroni
Gli elettroni presenti nel gas di sputtering vengono accelerati dal catodo. Ciò provoca collisioni con gli atomi vicini del gas di sputtering.
Fase 5: Ionizzazione attraverso le collisioni
Queste collisioni provocano una repulsione elettrostatica. Ciò fa fuoriuscire gli elettroni dagli atomi del gas di polverizzazione, provocando la ionizzazione.
Fase 6: accelerazione degli ioni positivi
Gli ioni positivi del gas di sputtering vengono quindi accelerati verso il catodo con carica negativa. Questo porta a collisioni ad alta energia con la superficie del bersaglio.
Fase 7: Espulsione degli atomi del bersaglio
Ogni collisione può provocare l'espulsione di atomi sulla superficie del bersaglio nell'ambiente del vuoto. Questi atomi hanno un'energia cinetica sufficiente per raggiungere la superficie del substrato.
Fase 8: Deposito della pellicola
Gli atomi del bersaglio espulsi viaggiano e si depositano sul substrato sotto forma di pellicola. In questo modo si forma il rivestimento desiderato.
Fase 9: Aumento della velocità di deposizione
Per aumentare la velocità di deposizione, in genere si scelgono come gas di sputtering gas ad alto peso molecolare come l'argon o lo xenon. Per lo sputtering reattivo, gas come l'ossigeno o l'azoto possono essere introdotti durante la crescita del film.
Fase 10: Creazione del plasma ad alta pressione
Il plasma viene creato a pressioni relativamente elevate (da 10-1 a 10-3 mbar). È importante partire da una pressione più bassa prima di introdurre l'argon per evitare la contaminazione dovuta ai gas residui.
Fase 11: Variazione della forma e del materiale del target
La forma e il materiale del bersaglio di sputtering possono essere variati per creare diversi tipi di strati sottili e leghe durante un singolo ciclo.
In sintesi, il plasma nello sputtering viene creato ionizzando un gas di sputtering, in genere un gas inerte come l'argon, attraverso collisioni con elettroni ad alta energia. Questi ioni bombardano quindi il materiale bersaglio, provocando l'espulsione degli atomi e il loro deposito sul substrato sotto forma di film sottile.
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