Was ist das Prinzip der farbenfrohen PVD-Vakuumbeschichtung?

Was ist das Prinzip der farbenfrohen PVD-Vakuumbeschichtung?

Die Molekularstrahlepitaxie wird häufig zur Herstellung verschiedener optisch integrierter Bauelemente und verschiedener Übergitterfilme verwendet. Wenn die feste Oberfläche mit energiereichen Partikeln beschossen wird, können die Partikel auf der festen Oberfläche Energie gewinnen und von der Oberfläche entweichen, um sich auf dem Substrat abzuscheiden. Das Sputtern begann 1870 in der Beschichtungstechnik eingesetzt zu werden und wurde nach 1930 aufgrund der zunehmenden Abscheidungsrate allmählich in der Industrie eingesetzt. Das abzuscheidende Material wird üblicherweise zu einer Platte, einem Target, verarbeitet, das an der Kathode befestigt ist. Das Substrat wird auf der der Zieloberfläche zugewandten Anode einige Zentimeter vom Ziel entfernt platziert. Nach dem Pumpen in ein Hochvakuum wird das System mit 10 ~ 1 pa Gas (normalerweise Argon) gefüllt, und einige Kilovolt werden zwischen Kathode und Anode angelegt, wodurch eine Glimmentladung zwischen den Elektroden erzeugt wird. Die durch die Entladung erzeugten positiven Ionen fliegen unter Einwirkung eines elektrischen Feldes zur Kathode und kollidieren mit den Atomen auf der Zieloberfläche. Die durch die Kollision aus der Zieloberfläche entweichenden Zielatome werden als Sputteratome bezeichnet, deren Energie im Bereich von 1 bis Dutzenden von Elektronenvolt liegt. Die Sputteratome werden auf der Substratoberfläche abgeschieden, um eine Elektroplattierung zu bilden. Anders als bei der Verdunstungselektroplattierung ist die Sputter-Elektroplattierung nicht durch den Schmelzpunkt des Filmmaterials begrenzt und kann feuerfeste Substanzen wie W, Ta, C, Mo, WC und TiC sputtern. Sputterverbindungsfilme können durch reaktives Sputtern hergestellt werden, bei dem Reaktionsgase (O, N, HS, CH usw.) zu Ar-Gas gegeben werden und die Reaktionsgase und ihre Ionen mit Zielatomen oder Sputteratomen reagieren, um Verbindungen herzustellen ( wie Oxide, Nitride usw.) und auf dem Substrat abgeschieden. Der Isolationsfilm kann durch ein Hochfrequenz-Sputterverfahren abgeschieden werden. Das Substrat ist an der Erdungselektrode angebracht, und das Isolationstarget ist an der gegenüberliegenden Elektrode angebracht. Das HF-Netzteil ist an einem Ende geerdet und über ein passendes Netzwerk und eine isolierte Gleichstromkapazität mit einer Elektrode mit einem isolierenden Target verbunden. Nach dem Einschalten der HF-Stromversorgung ändert die HF-Spannung kontinuierlich die Polarität. Die Elektronen und positiven Ionen im Plasma treffen bei den positiven und negativen Halbzyklen der Spannung auf das Isolationsziel. Da die Elektronenbeweglichkeit höher als das positive Ion ist, ist die Oberfläche des isolierenden Targets negativ geladen. Wenn das dynamische Gleichgewicht erreicht ist, befindet sich das Ziel auf einem negativen Vorspannungspotential, so dass das Sputtern des positiven Ions auf das Ziel fortgesetzt wird.

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