به دلیل عملکرد برتر، این فناوری به روش اصلی رسوب بخار فیزیکی (PVD) در صنعت پوشش مدرن، به ویژه در زمینه های نیمه هادی ها، اپتیک و پوشش های کاربردی تبدیل شده است.
برای درک ویژگی های کندوپاش مگنترون، لازم است از اصل کار آن شروع کنیم. معرفی میدان مغناطیسی یک پیشرفت اساسی نسبت به کندوپاش سنتی است.
کندوپاش با سرعت بالا،-درجه حرارت پایین: در کندوپاش دیودی سنتی، الکترونهای ثانویه مستقیماً زیرلایه را بمباران میکنند و باعث افزایش سریع دما و نرخ رسوب پایین میشوند. کندوپاش مگنترون، با وارد کردن میدان مغناطیسی متعامد به میدان الکتریکی در سطح هدف، از نیروی لورنتس برای اتصال الکترونها به سطح هدف استفاده میکند و آنها را مجبور میکند در فواصل طولانی در امتداد سیکلوئیدها یا مارپیچها حرکت کنند. این امر احتمال برخورد با مولکولهای گاز و تولید پلاسمای با چگالی بالا را بسیار افزایش میدهد. این اجازه می دهد تا بازده کندوپاش و نرخ رسوب در مقایسه با کندوپاش دیود افزایش یابد. به طور همزمان، انرژی الکترون در برخوردهای متعدد از بین میرود و در نهایت وقتی به زیرلایه میرسد، انرژی بسیار کم میشود و تعادلی بین «سرعت بالا» و «دمای پایین» حاصل میشود.
کیفیت فیلم برتر: ذرات هدف پراکنده شده (عمدتا اتم های خنثی) انرژی بالایی را حمل می کنند (در حد 10 eV، بسیار بیشتر از 0.2 eV تبخیر) و بر روی بستر رسوب می کنند، که منجر به تشکیل هسته های کریستالی ریز و متراکم می شود. بنابراین، ساختار فیلم خوب است، با سوراخ های کمی و خلوص بالا. در عین حال، اثر تزریق ناشی از ذرات پر انرژی{4} باعث میشود که فیلم و بستر چسبندگی بسیار قوی داشته باشند و به راحتی از بین نرود.
کاربرد گسترده مواد: تقریباً همه مواد (از جمله فلزات با نقطه ذوب بالا، آلیاژها، نیمه هادی ها، سرامیک ها و غیره) را می توان به اهدافی برای کندوپاش تبدیل کرد و از گلوگاه محدودیت نقطه ذوب در رسوب گیری بخار سنتی عبور کرد. همچنین میتواند لایههای نازک مرکب را از طریق کندوپاش واکنشی (با وارد کردن گازهای واکنشپذیر مانند اکسیژن و نیتروژن) تهیه کند یا از طریق کندوپاش چند هدفه-به کنترل دقیق ترکیب فیلم آلیاژی دست یابد.
قابلیت کنترل فرآیند عالی: با تنظیم دقیق پارامترهایی مانند منبع تغذیه، فشار گاز کار و سرعت جریان گاز، ضخامت، ترکیب و ریزساختار فیلم را می توان با دقت بالا کنترل کرد. برای تهیه فیلم های چند لایه و لایه های نازک با ساختار پیچیده بسیار مناسب است. این سیستم پایداری و تکرارپذیری بالایی دارد و میتوان آن را به راحتی از-کاربردهای آزمایشگاهی در مقیاس کوچک به-تولیدات صنعتی در مقیاس بزرگ (مانند-معماری پوششدار شیشهها و رولهای بزرگ-به-روکش رول) گسترش داد. این یک فناوری صنعتی بالغ و قابل اعتماد است.
محدودیت ها: یک دارو نیست
با وجود مزایای قابل توجهی که دارد، کندوپاش مگنترون نیز چالشهای ذاتی دارد: مسائل مربوط به استفاده از هدف: به دلیل توزیع ناهموار میدان مغناطیسی، یک "پیست مسابقه" حکاکی ناهموار بر روی سطح هدف شکل میگیرد که منجر به نرخ استفاده پایین از اهداف مسطح سنتی، تنها 30-40٪ میشود.
ناپایداری پلاسما: تحت شرایط خاص فرآیند، فرآیند تخلیه ممکن است ناپایدار باشد، به ویژه برای اهداف فرومغناطیسی یا در فرآیندهای کندوپاش واکنشی، که در آن مشکلاتی مانند "قوس" ممکن است رخ دهد.
مشکلات تنش فیلم: بمباران ذرات با انرژی{0}بالا همچنین میتواند باعث ایجاد تنش داخلی قابل توجهی در فیلمهای رسوبشده شود که باید در کاربردهای نوری یا مکانیکی خاص کنترل شود.
به طور خلاصه، ویژگیهای اصلی فناوری کندوپاش مگنترون در توانایی آن برای دستیابی به دو پیشرفت بزرگ نسبت به تکنیکهای کندوپاش سنتی از طریق محصور کردن میدان مغناطیسی نهفته است: افزایش قابلتوجه در نرخ رسوب و کنترل مؤثر افزایش دمای بستر. این دقیقاً ترکیبی از سرعت بالا و دمای پایین است که به آن موقعیت غیرقابل جایگزینی در{1} تولید بالا میدهد.
https://www.tiktok.com/@vacuum.coatingmachine?lang=zh-هانس
ویدیوهای بیشتر دستگاه پوشش PVD لطفا از وب سایت دیدن کنید، با تشکر.
