Produkta kategorija
Sazinieties ar mums

Haohai Metal Meterials Co Ltd

Haohai Titanium Co., Ltd.


Adrese:

19. rūpnīca, TusPark, Century Avenue

Xianyang City, Shaanxi Pro., 712000, Ķīna


Tel:

+86 29 3358 2330

+86 29 3358 2349


Fakss:

+86 29 3315 9049


E-pasts:

Info@pvdtarget.com

Sales@pvdtarget.com



Pakalpojumu hotline
029 3358 2330

Tehnoloģija

Mājas > TehnoloģijaSaturs

Iztvaicēšana un izsmidzināšana


Salīdzinājums starp iztvaikošanu un iztvaikošanu


Iztvaicēšana ar elektronu staru

Termiskajā iztvaicē lielākā daļa no nogulsnēšanas materiāla pāriet no cietā stāvokļa uz tvaika stāvokli, izmantojot termisko siltumu vai elektronu bombardēšanu. Iztvaicēto materiālu pārnes uz substrātu, kur notiek plēves plēves audzēšana. Šādas pārklājuma tehnoloģijas kritiskie parametri galvenokārt ir iztvaikoto daļiņu vidējais ātrums un to leņķiskais sadalījums. Bāzes spiediens jāuztur augstā vakuuma diapazonā, lai samazinātu trieciena notikumu skaitu starp iztvaicētāja daļiņām un atlikušajām gāzēm kamerā. Augsts vakuums ļauj daļiņām nodrošināt pietiekami "brīvu ceļu", lai plānā plēve augtu substrāta līmenī. Pārklāšana ar iztvaicēšanu parasti tiek veikta kamerā, kā parādīts 1. attēlā. Nerūsējošā tērauda kamera tiek evakuēta ar primārā un sekundārā sūkņa palīdzību (piemēram, turbokompresors, kā piemērā vai difūzijas sūknis). Iztvaicētāja avots ir e-gaismas pistoles galviņa; pārklājuma augšanu kontrolē kvarca kristāla mikrobalanss, kas var uzrādīt gan biezumu, gan iztvaikošanas ātrumu. Ionu lielgabals tiek pievienots, lai palielinātu pārklājuma materiāla blīvumu vai sagatavotu substrātus uzklāšanai.

PVD evaporation chamber.jpg

1. attēls: PVD iztvaikošanas kamera



Iztvaicētāja sadalījums: vienveidības maska

Plakanam substrātam iztvaicētā materiāla sadalījums lielā mērā ir atkarīgs no attāluma starp avotu un pārklājamo pamatni, kā arī uz leņķi starp pamatni un iztvaikošanas avotu. Šo atkarību nosaka tā dēvētais kosinusais likums, kura dēļ attāluma atkarība ir apgriezti proporcionāla attāluma kvadrātā, un leņķa atkarība ir proporcionāla leņķa kosinēzijai. Lai gan pirmo var labot galvenokārt, izmantojot sfērisku kalotni, kas satur substrātus, otrajam faktoram ir nepieciešama vienveidības maska, lai panāktu vienmērīgu iztvaicētā materiāla sadalījumu uz visiem substrātiem.


Pārklāšanas materiāli ar termisko vai e-staru iztvaikošanu

Pārklājums ar materiālu iztvaikošanu bija liels solis tehnoloģiju pārklāšanā, kad tas tika ieviests 1930. gados. Šodien šī tehnoloģija ļauj izmantot dažādus pārklājuma materiālus, kā parādīts nākamajā tabulā:

Nogulsnēšanās
Materiāli Tipisks iztvaicētājs Piemaisījums Nogulsnēšanās ātrums Temperatūras diapazons Izmaksas
Siltuma Metāli vai materiāli ar zemu kausēšanas temperatūru

Au, Ag, Al, Cr, Sn, Sb, Ge, In, Mg, Ga

CdS, Pb, CdSe, NaCl, KCl, AgCl, MgF 2 , CaF 2 , PbCl 2

Augsts 1 - 20 A / s - 1800 ℃ Zems
E-Beam Gan metāls, gan dielektriķi

Viss iepriekš, plus:

Ni, Pt, Ir, Rh, Ti, V, Zr, W, Ta, Mo, Al 2 O 3 , SiO, SiO 2 , SnO 2 , TiO 2 , ZrO 2

Zems 10 - 100 A / s - 3000 ℃ Augsts


Dūņu pārklājuma tehnoloģija

Dūmgāzu pārklājums, pazīstams arī kā "katodiskā pārklāšana", izmanto erozīvu paātrinātu jonu darbību mērķa materiāla virsmā. Šiem joniem ir pietiekami daudz enerģijas, lai noņemtu (= izlieces) daļiņas mērķa virsmā. Visvienkāršākajā formā, zem augsta vakuuma, starp anodu un katodu plate (mērķa), kas jāiepilina, tiek ģenerēts elektriskais lauks. Izmantojot elektrisko spriegumu, darba gāze, parasti argons (Ar), ir jonizēta, radot svelme izlādi. Tā kā mērķis tiek turēts pie negatīva sprieguma, pozitīvie Ar + joni paātrina mērķi un "izplūst" atomus uz tās virsmas. Pretstatā termiskai iztvaikošanai, izkliedējot, mērķa daļiņas neaizstāj ar siltumu, bet ar tiešu "impulsa pārnesi" (neelastīgo sadursmi) starp joniem un nogulsnētā materiāla atomus. Lai sasniegtu noteiktu spiedienu, nepieciešama nepieciešamā enerģija, lai atomu no mērķa virsmas izņemtu un nonāktu vakuumā. Par to liecina izsmidzināšanas efektivitāte S, kas ir izkliedētā materiāla attiecība uz Ar + jonu. Iztvaikošanas procesos ir daudz lielāka enerģija nekā iztvaikošanas procesi, kas nozīmē, ka putekļainais materiāls parasti ir jonu veidā ar spēju radīt ļoti blīvus pārklājumus.


Magnetrona izsmidzināšana

Visizplatītākā izsmidzināšanas tehnoloģija ir magnetronu izsmidzināšana, kurā magnēti novieto mērķa zonā, lai iztvaikošanas jonu blīvums būtu ļoti augsts, kas palielina spiediena efektivitāti. Tādā veidā ir iespējams iegūt augstāku un stabilāku putekļainu ātrumu un līdz ar to arī straujāku nogulsnēšanos. Magnetrona pārklājuma pārklāšanas procesam nav nepieciešama mikrobalansa kontrole; Tiešsaistes biezuma kontrole var tikt veikta tikai ar izsmidzināšanas laiku: pēc tam, kad sākts pārklājuma uzklāšanas ātrums (ti, biezums, kas pārklāts sekundē, parasti tiek noteikts kā nm / s), ir atkarīgs no magnētiskā lauka, elektriskā paātrinājuma lauka un gāzes spiediena. Ja šie parametri ir nemainīgi, nogulsnēšanas ātrums ir stabils, un tas būs reproducējams ar tādiem pašiem iepriekšminēto parametru nosacījumiem.


Turpmākajā attēlā redzams apļveida silīcija mērķis ar Ar + jonu bumbardēšanu. Ir redzams lielākais jonu blīvums (balta gaisma), kas atbilst pastāvīgajam magnētiskajam laukam. Tomēr putekļainie atomi būs no visas magnētiskās virsmas.

th.jpeg

2. attēls: Plazma no apļveida silīcija mērķa ar argonu jonu bumbardēšanu



Reaktīvā izsmidzināšana

Reaktīvā magnetrona izsmidzināšanā inertajai gāzei (piemēram, argonam) pievieno reaģējošu gāzi (vai gāzu maisījumu) un reaģē ar atomu, kas rodas no mērķa, slāņa veidošanās laikā uz substrāta. Reaktīvās gāzes pareizo daudzumu nosaka ar pārklātā materiāla nepieciešamo optisko īpašību. Plēve var būt sub-stoichiometriskā, stohichometriskā vai oksidētā atkarībā no reaktīvo gāzu daudzuma, kas ievietots pārklājuma kamerā, tādējādi pārklātā materiāla pilnīgi atšķirīgas fizikālās un optiskās īpašības1. Ar šo tehnoloģiju, piemēram, ir iespējams pārklāt augstas pretslīdes indeksu un zemu atstarošanas indeksa materiālu slāņus, izmantojot tikai vienu mērķi.


Silicon ir viens no interesantākajiem pārklājuma materiāliem. Sajaucot silīciju ar slāpekli, ir iespējams iegūt augstu lūšanas indeksa materiālu Si 3 N 4 (n≌ 2,05 520 nm lielākā veidā); sajaucot to ar skābekli, ir iespējams iegūt zemo refrakcijas indeksa materiālu SiO 2 (n≌ 1,46 @ 520 nm lielākā veidā). 3. attēlā ir attēlots reaktīvās izsmidzināšanas tehnoloģijas shematisks. Slāpekli un skābekli izmanto kā reaģējošas gāzes; Argonu izmanto, lai izveidotu plazmu un izplūdinātu silīcija mērķa.

Reactive sputtering chamber.jpg

3. attēls: reaktīvā izsmidzināšanas kamera



Salīdzinājums starp izgarojumu un pārklāšanas tehnoloģijām

Izsmidzināšana nav iztvaikošanas metode. Augsta enerģija, kas iesaistīta šajā procesā, neradīs iztvaikotus atomus, kā arī termisko iztvaikošanu. Drīzāk tas rada plazmas lādētu putekļaino daļiņu ar daudz lielāku enerģiju. Salīdzinot daļiņu enerģiju, kas iegūta, izsmidzinot un iztvaicējot, tās ir daudz mazāk enerģiskas un tādēļ nevar veidot sevi ar augstu blīvumu, veidojot substrātu uz plānas plēves.


Kā parādīts 1. attēlā, e-staru iztvaikošanai ir nepieciešams jonu staru atbalsts nogulsnēšanās laikā, lai iegūtu lielāku blīvumu. Šo tehnoloģiju sauc par jonu palīgvielu (IAD). Ar jonu staru pistoli tiek ģenerēta inertas vai reaģējošas gāzes plazma; uzlādētās daļiņas no ieroča sasniedz pieaugošo plēvi un palielina plēves blīvumu. Lielāks blīvums var uzlabot pārklātās plēves mehāniskās īpašības vai palielināt pārklājuma izturību pret nodilumu. Vēl viens iztvaikošanas ierobežojums ir tā spēcīgā atkarība no iztvaicētāja materiāla iztvaikošanas ātruma, kas padara neiespējamu vielu iztvaikošanu ar sarežģītu stohichometriju vai pat sakausējuma materiāliem. Savukārt Sputtering ir daudz mazāk jutīgs pret mērķa stehiometriju. Tomēr, veicot izsmidzināšanu, nav iespējams pārklāt fluora materiālus (piemēram, MgF 2 ), jo putekļainā plazma iznīcina fluorīdu plēvju struktūru.


Aplūkojot oftalmoloģijas nozari, sprausla tagad ir nobriedusi tehnoloģija AR vai spoguļattīta lēcu ražošanai. Tās galvenie ieguvumi ir procesa ātrums, nogulsnēšanās ātruma stabilitāte, kas ļauj izvairīties no kvarca kristāla monitora un iespēja veikt pilnīgi automatizētus procesus.


Spēja automatizēt pamatojas uz diviem faktiem:

Tā kā izsmidzinot izmanto sprauslu un / vai reaktīvo gāzi, izsmidzināšanas procesam nav nepieciešams tāds pats zemais vakuuma līmenis kā iztvaikošanai.

Izkliedēšana nav saistīta ar iztvaicētāja konusu, kā iztvaicēšanas procesā. Tāpēc ir iespējams realizēt kompaktākas pārklājuma kameras, kuras var vieglāk integrēt automatizētajā ražošanas līnijā (kopā ar lēcu ģeneratoru, pulēšanas līdzekli un griešanas līdzekli cietam pārklājumam).


Iepriekš minētie raksturlielumi ir ļāvuši ražot daudzas in-line sprauslas sistēmas dažādiem ražošanas pielietojumiem gan oftalmoloģijas nozarē, gan ārpus tās. Šodien, tāpat kā ar iztvaikošanu, var pielāgot plastmasas substrāta + cietā lakas + spilvenu AR pārklājumu kombināciju, lai iegūtu augstas kvalitātes objektīvu, ņemot vērā optiskās, mehāniskās un izturības īpašības.


SECINĀJUMS

Ir sniegts ļoti īss pārskats par visbiežāk izmantotajām PVD tehnoloģijām. Termiskā iztvaicēšana ir vairāk nobriedusi tehnoloģija: tā ir pastāvējusi kopš 1930. gada, kvalificēti un apmācīti operatori ir pieejami visā pasaulē, un tas ļauj pārklāt gandrīz visus materiālus, kas vajadzīgi "standarta" pārklājumu lietojumam (piemērs: acu lēcu pārklājums). Sprauga ir jauna tehnoloģija: tā jau pastāv jau kopš 1970. gadu sākuma, un to galvenokārt izmanto augstākās klases lietojumiem (piemēram, kosmosa optikai). Tomēr šodien tā priekšrocības tiek izmantotas arī "standarta" oftalmoloģiskajiem pārklājumiem. Termiskajai iztvaikošanai nepieciešams augsts vakuums, bet spiediena apstrāde notiek augstā spiedienā, padarot to viegli automatizētu tehnoloģiju, kas tiek izmantota iekšējās pārklājuma sistēmās. Spiediena pārklājuma līmenis ir ļoti noskaņojams un atkarībā no plazmas ģenerēšanas tehnoloģijas sasniedz ļoti augstu un stabilu vērtību ar DC (= tiešās strāvas) vai impulsa līdzstrāvas tehnoloģiju. Abas pārklājuma tehnoloģijas var pielāgot, lai iegūtu pārklājumu filmu dažādas fiziskās īpašības. Lēmums par to, kura tehnoloģija jāizmanto, ir jābalsta uz nepieciešamo ražošanas jaudu, izmaksām, pārklājamo substrātu skaitu, substrāta veidu un pārklājuma galīgajām īpašībām.