Einn. Kjarnaregla: Mikilvægur munur á tækninni fjórum
Kjarni munurinn á eðlisfræðilegri útfellingartækni stafar af mismunandi eðlisfræðilegum aðferðum sem „valda til þess að markatóm/jónir losna frá móðurefninu og mynda gasfasa“. Þessi kjarnabúnaður ákvarðar beinlínis filmumyndunareiginleikana á síðari þunnu filmu.
1. Uppgufun útfelling: Kjarnaferlið er varma uppgufun. Hitagjafi (viðnám, rafeindageisli, örvunarhitun o.s.frv.) miðlar hreyfiorku til atóma markefnisins, sem veldur því að þau sigrast á milli atóma og sleppa út og mynda loftkennd frumeindir. Þessar loftkenndu frumeindir flytjast yfir á yfirborð undirlagsins í lofttæmi og vaxa í filmu með aðsog, dreifingu og kjarnamyndun. Orka loftkenndu atómanna er tiltölulega lítil (0,1-1 eV) og flóttaferlið er ljúft.
2. Sputter-útfelling: Kjarnatæknin felur í sér skriðþungaflutning með mikilli-orkuagnasprengjuárás. Í lofttæmu umhverfi er-orkujónum (eins og Ar⁺) hraðað með rafsviði og sprengja markefnið á miklum hraða. Með skriðþungaflutningi losna markatóm frá móðurefninu og mynda sputtered atóm (orka 1-10 eV), sem síðan flytjast og setjast í filmu. Í samanburði við uppgufun er atómflóttinn skyndilegur, sem leiðir til betri viðloðun við filmu.
3. Fjöl-bogajónahúð: Kjarnatæknin er myndun há-orkujónastraums í gegnum lofttæmisbogaútskrift. Háspennu niðurbrotsgasi er beitt á milli markefnisins (bakskauts) og lofttæmishólfsins (skaut) til að mynda ljósbogaútskrift. Mjög hár orkuþéttleiki ljósbogablettsins (10⁵-10⁷ W/cm²) veldur því að markefnið bráðnar, gufar upp og jónast (jónunarhraði 60%-90%, mun hærra en 5%-10% sputtering). Háorkujónirnar (10-100 eV) eru settar í filmu undir leiðsögn rafsviðs.
4. Útsetning jóna geisla: Kjarnatæknin er stefnubundin-bein útsetning jóngeisla með mikilli orku. Markatóm eða gassameindir eru jónaðar og hraðar með því að nota jónagjafa (Kaufman, ECR, o.s.frv.) til að mynda stefnuvirkan jóngeisla með stjórnanlega orku og geislaþéttleika. Þessi geisli sprengir beint yfirborð undirlagsins, hlutleysir það og myndar filmu, sem nær nákvæmri útfellingu.
Tveir. Kjarnatækni: Búnaðararkitektúr og lykilstýringarfæribreytur
Munurinn á meginreglum leiðir beint til verulegs munar á búnaðararkitektúr, kjarnahlutum og lykilstýringarbreytum þessara fjögurra tækni. Þessir tæknilegu eiginleikar ákvarða sveigjanleika ferli þeirra og aðlögunarhæfni umsóknarsviðs.
1. The core focus is on the heating source and vacuum control. The equipment consists of a vacuum chamber, heating source, crucible, substrate holder, and vacuum system. Resistance heating is low-cost but has limited temperature (≤1500℃), suitable for low-melting-point targets; electron beam heating has high temperature (>2000 gráður), hentugur fyrir há-bræðslumarkmið- og er það mest notaða; örvunarhitun veldur minni mengun en er dýrari. Lykilbreytur: lofttæmisstig (10⁻³-10⁻⁵ Pa), hitunarafli, hitastig undirlags og uppgufunartími.
2. Sputter útfelling: Kjarninn liggur í "plasmamyndun og rafsviðshröðun".
Kjarnaþættirnir eru plasmamyndun og rafsviðshröðun. Búnaðurinn inniheldur tómarúmshólf, markefni, undirlagshaldara, gasinnleiðingarkerfi, plasmaframleiðslutæki og aflgjafakerfi. Almennar tegundir innihalda DC sputtering (hentar fyrir leiðandi skotmörk), RF sputtering (hentar til að einangra skotmörk) og segulstraumsputtering (segulbundið plasma, sem bætir skilvirkni og dregur úr skemmdum, sú mest notaða). Lykilfæribreytur: lofttæmisstig (10⁻¹-10⁻³ Pa), sputtering gasþrýstingur, sputtering máttur/spenna, mark-undirlagsfjarlægð og undirlagsskekkjuspenna.
3. Fjöl-bogajónahúðun: Kjarninn liggur í "bogalosunarstýringu og jónaleiðsögn".
Búnaðurinn inniheldur lofttæmishólf, multi-boga bakskautsmarkmið, bogaaflgjafa og undirlagshlutfallaflgjafa. Kjarnaáskorunin er stöðugur ljósbogablettastýring (með segulbundnu innilokunarkerfi til að skanna ljósbogablettinn jafnt og bætir marknýtingu í yfir 60%). Hvarfandi húðun krefst nákvæmrar stjórnunar á flæðihraða hvarfgass. Helstu færibreytur eru: bogastraumur/spenna, hlutfallsspenna undirlags (-50~-500 V), viðbragðsgasþrýstingur og fjarlægð milli hvarfefnis.
4. Jón geislaútfelling: Kjarninn liggur í "jónagjafa og geislastraumstýringu".
Búnaðurinn inniheldur lofttæmihólf, jónagjafa, geislafókuskerfi og ofur-hálofttæmikerfi (10⁻⁵-10⁷ Pa). Kaufman jónagjafinn er hentugur fyrir útfellingu á stóru -svæði, en ECR jónagjafinn getur myndað jóngeisla með miklum hreinleika. Sumar einingar eru með formeðferðarkerfi fyrir undirlag. Helstu færibreytur eru: jóngeislaorka, straumþéttleiki geisla, fókussvið, lofttæmisstig og hitastig undirlags.
Þrír. Heildarrýni: Tæknilegir kostir og umsóknarsviðsmyndir
Kostir og notkunarsviðsmyndir fjögurra eðlisfræðilegrar útfellingartækni endurspegla beint meginreglur þeirra og tæknilega eiginleika. Mismunandi tækni hefur mismunandi áherslur hvað varðar kvikmyndagæði, skilvirkni útsetningar og kostnaðarstjórnun og er aðlöguð að mismunandi þörfum iðnaðarins.
1. Uppgufun: Lítill-kostnaður, hár-Hreinleiki grunnhúðunarvalkostur
Kostir eru meðal annars einfaldur búnaður, lítill kostnaður, þægilegur gangur, hár filmuhreinleiki og hraður útfellingarhraði (0,1-10 μm/mín). Dæmigerð notkun felur í sér ljósþunna filmur (and-endurskinshúð fyrir gleraugu), skrautmálmfilmur (álhúðun á plasti), hálfleiðara málmrafskaut og húðun á matvælaumbúðum. Takmarkanir fela í sér veikt viðloðun við filmu og lágan þéttleika, sem gerir það óhentugt til að húða fjöl-íhluta málmblöndur og há-bræðslumarkmið.
2. Sputter útfelling: Almenn tækni með jafnvægi frammistöðu og víðtæka eindrægni
Kostir eru meðal annars hár filmuþéttleiki og sterk viðloðun; samhæfni við næstum öll efni (málma, keramik, einangrunarefni osfrv.); fjöl-samvirkni-fjölmiðla getur undirbúið málmblöndur nákvæmlega; og magnetron sputtering nær jafnvægi á milli hágæða og mikillar skilvirkni. Dæmigert forrit fela í sér: málmvæðingu og rafmagnslög fyrir hálfleiðaraflísar, hörð húðun fyrir skurðarverkfæri, gagnsæ ljósleiðandi filmur (ITO) og segulmagnaðir upptökufilmar. Takmarkanir fela í sér: hærri búnaðarkostnað en uppgufun, örlítið lægri útfellingarhraði og hreinleiki filmunnar sem hefur áhrif á gasaðstæður.
3. Fjöl-bogajónahúð: kjörinn kostur fyrir slitþolna-húð með mikilli viðloðun og mikilli hörku.
Kostir þess eru mjög sterk filmuviðloðun, hár þéttleiki, mikil hörku og framúrskarandi slitþol. Það getur náð fjöl-þáttum sam-útfellingu og hvarfgjarnri húðun, með tiltölulega hröðum útfellingarhraða (0,5-5 μm/mín). Dæmigert forrit eru: tól- og molthúðun (TiAlN húðun), slitþolin og tæringarþolin-húð fyrir flugrýmisíhluti og herðandi húðun fyrir vélræna hluta. Takmarkanir fela í sér: hár filmu yfirborðsgrófleiki (innfelling markdropa), hár kostnaður við búnað og óhentug fyrir hitaviðkvæmt undirlag.
4. Útsetning jóngeisla: há-nákvæmni, mjög stjórnanleg nákvæmni húðunartækni
Kostir fela í sér einstaklega mikla vinnslustjórnun, sem gerir nanómetra-þykktarstýringu kleift (villa Minna en eða jafnt og 1 nm), hár filmuþéttleiki, slétt yfirborð, hár hreinleiki og sértæk húðun. Dæmigert forrit eru: þunnt nákvæmar filmur fyrir ör/nano rafeindatæki, nákvæmar ljósfilmur (hár-endurskinsfilmur fyrir leysilinsur), líflæknisfræðileg húðun og húðun fyrir nákvæmnisíhluti í geimferðum. Takmarkanir eru meðal annars: hár kostnaður við búnað (5-10 sinnum hærri en venjulegur búnaður), afar lágt útfellingarhraði (0,001-0,1 μm/mín), óhentugt fyrir fjöldaframleiðslu á stóru svæði og miklar tæknilegar hindranir.
