Uppgufun og sputtering bæði tilheyralíkamleg gufuútfelling (PVD). Bæði flytja málm úr upprunaefni yfir á yfirborð sýnis. Hins vegar „að geta myndað húðun“ þýðir ekki að kvikmyndirnar sem myndast séu eins.
Hægt er að skoða muninn með því að svara þremur lykilspurningum: Hvernig fer efni úr heimildinni? Hvernig ferðast agnir yfir lofttæmishólfið? Eftir að hafa náð yfirborðinu, hversu mikið af orku þeirra og stefnuupplýsingum er haldið eftir?
01｜Ekki flýta sér að bera saman kosti og galla - Skildu fyrst hvernig málmar verða til
Hitauppgufun byggir á mótstöðuhituðum bátum, þráðum eða deiglum til að hita upprunaefnið þar til það myndar nægjanlegan gufuþrýsting.
Uppgufun rafgeisla notar einbeittan rafeindageisla til að einbeita orku að staðbundnum svæðum upprunaefnisins, sem gerir það hentugt fyrir efni sem krefjast mun hærra hitastigs.
Þó að upphitunaraðferðir þeirra séu mismunandi, þá er grunnferlið í kjölfarið svipað: upprunaefnið fer yfir í gasfasann, ferðast í gegnum lágþrýstihólfið í átt að kaldara sýnisyfirborðinu, þar sem það aðsogast, kómar og rennur smám saman saman í þunnt filmulag.
Magnetron sputtering "sýður" ekki markefnið. Vinnugasið er æst til að mynda plasma. Jónir fá orku nálægt yfirborði skotmarksins og sprengja skotmarkið. Árekstursfall slá markatóm út af yfirborðinu. Agnirnar sem kastast út fara síðan í gegnum vinnugasið og ná til sýnisins. Meginhlutverk segulsviðsins er að takmarka rafeindir á áhrifaríkari hátt nálægt markyfirborðinu, auka jónun og losunarskilvirkni.
Raunverulegt flæðið sem sett er á sýnishornið er enn undir áhrifum af rúmfræði marks, segulsviðsdreifingu, vinnuþrýstingi, fjarlægð milli marks og undirlags, stöðu festingar og hreyfihams sýna.
02｜Stefna er ekki tækjaforskrift, heldur afleiðing agnaflutnings
Í hefðbundinni uppgufun með háu lofttæmi eru gasfasaárekstrar á milli upptökunnar og sýnisins sjaldgæfir. Agnir ferðast næstum í beinum línum. Yfirborð sýnisins sem snýr að uppsprettunni taka auðveldlega við agnaflæði, en svæði sem eru skyggð af þrepum eða hliðarveggjum ljósþolnar geta orðið fyrir skuggaáhrifum. Þetta er hin vel þekkta „sjónlínuútfelling“.
Hins vegar ræðst stefnuvirkni ekki eingöngu af hugtakinu „uppgufun“. Stærð uppsprettu, fjarlægð frá uppruna til sýnis, halla sýnishorn, skygging búnaðar og snúningsstilling breyta allt aðfallshorni agna sem berast. Með hallandi undirlagsstaðsetningu eða plánetuhreyfingu getur sama uppgufunarkerfi virkan bætt hliðarveggþekju fyrir ákveðna eiginleika.
Sputtering krefst viðvarandi rafhleðslu innan tiltekins vinnugasumhverfis. Eftir að markfrumeindir yfirgefa markyfirborðið geta þau rekast á gasatóm og brautir þeirra endurdreifðar. Ennfremur er skotmarkið sjálft ekki tilvalin punktuppspretta. Þar af leiðandi skilar hefðbundin sputtering venjulega breiðari dreifingu aðfallandi agna til sýnisins samanborið við venjulega uppgufun. Engu að síður er fullyrðing um að „spútting hafi enga stefnumörkun“ jafn ónákvæm. Með því að lækka eða hækka vinnuþrýstinginn, stilla fjarlægðina milli marks og undirlags, nota samrunamannvirki og staðsetja sýnishornið breytir allt áreksturstíðni og dreifingu aðfallshorns. Hærri þrýstingur getur víkkað út horndreifingu agna og getur einnig valdið því að agnir sem berast geta tapað meiri orku.
03｜Hvers vegna annað ferli er hlynnt lyftingu á meðan hitt skilar sér betur fyrir skrefavernd
Munur á stefnumótun magnast þegar maður lendir í þrívíðum mannvirkjum. Grundvallarreglan um að lyfta burt er að mynstur op í ljósþolslaginu fyrst, setja filmu yfir allt undirlagið og leysa síðan upp ljósþolið til að rífa filmuna ofan á mótefnið saman.
Til að hægt sé að lyfta henni vel ætti markfilman á undirlaginu inni í opunum helst ekki að mynda samfellda tengingu við filmuna ofan á mótspjaldinu meðfram hliðarveggjunum. Uppgufun með sterkri stefnumörkun í sjónlínu hefur tilhneigingu til að mynda þykktarbrot nálægt hliðarþolnum.
04｜Hvað upplifun undirlagsins fer langt umfram „Einfaldlega að vera húðaður með málmlagi“
Uppgufun er oft lauslega lýst sem „mild“ en sputtering er talin hafa „sterka sprengjuárás“.
Báðar skoðanirnar hafa staðreyndagrundvöll, en hvorugt á við óháð búnaði og ferliskilyrðum.
Við uppgufun getur sýnið enn fundið fyrir hækkun hitastigs af völdum varmageislunar, váhrifa frá hitagjafa og lengd útfellingar.
Að því er varðar rafeindageislakerfi þarf einnig að taka tillit til viðbótarþátta eins og rafeinda, röntgengeisla, skvetta upprunaefnis og agna.
Fjölliður, ljósviðnám, lög með lágt bræðslumark eða geislunarnæm tæki ættu ekki að teljast öruggar eingöngu byggðar á heiti ferlisins. Í sputtering umhverfi, fyrir utan markatóm, geta flæði jóna, rafeinda, endurkasts hlutlausra hluta og óhreininda einnig verið til staðar. Undirlagshlutdrægni, staðsetning plasma og vinnuþrýstingur breyta raunverulegu orkuinntaki sem er afhent sýninu. Hófleg orka getur stuðlað að flæði yfirborðs og tengingu milli andlita, á meðan of mikil orka getur leitt til hitastigshækkunar, yfirborðsbreytinga, endursprautunar eða skemmda á viðkvæmum lögum.
Þess vegna, þegar rætt er um sýnaþol, ætti ekki bara að spyrja "hvort hitastigið sé hátt". Einnig er nauðsynlegt að huga að hverju yfirborð sýnisins samanstendur af, hvort þunn oxíðlög eða tvívíð efni liggi undir, hvort ljósþolinn sé enn til staðar, hvort framleiðslu tækisins sé lokið og hvort eftirvinnsluglæðing eða hreinsun sé leyfileg.
05｜Af hverju „spúttaðar kvikmyndir eru þéttari“ er aðeins upphafsyfirlýsing
Þunn filma fer ekki niður sem solid málmblokk. Þess í stað aðsogast komandi agnir fyrst og myndast eyjar. Þessar eyjar vaxa síðan og renna saman og þróast að lokum í samfellda filmu. Orka aðkomandi agna, hitastig undirlags, útfellingarhraði, innfallshorn, yfirborðshreinleiki og afgangsgas stjórnar allt yfirborðshreyfanleika agna og breytir kornastærð, gropleika, grófleika, áferð og afgangsálagi. Hinar orkumiklu sputteruðu agnir og tengd orkuflæði leiða almennt til væntinga um aukinn yfirborðshreyfanleika og tiltölulega þéttar filmur.
Engu að síður geta sputtered filmur einnig þróað með sér gljúpa súlulaga uppbyggingu, verulegt álag eða mikla grófleika við aðstæður með miklum vinnuþrýstingi, verulegu orkutapi við árekstra, óhagstæð atvikshorn eða ófullnægjandi yfirborðsaðstæður. Hvorki eru uppgufaðar kvikmyndir í eðli sínu gljúpar. Breytingar á hitastigi undirlagsins, útfellingarhraða, yfirborðsmeðferð og hjálparorkuinntak munu sömuleiðis breyta kjarnamyndun og vaxtarhegðun.
Hærri filmuþéttleiki þýðir ekki sjálfkrafa í tækjum sem skila betri árangri. Rafskaut úr málmi geta sett snertiviðnám og brúnheilleika í meiri forgang; sjónbygging getur einbeitt sér meira að grófleika og ljósfasta; upphengd mannvirki eru mjög viðkvæm fyrir álagi; Dreifingarhindrunarlög fylgjast vel með samfellu og gallaleiðum. „Dense“ er aðeins efnislýsing. Að lokum verður að meta frammistöðu í samræmi við virknikröfur þunnfilmuforritsins.
Samantekt
Bæði uppgufun og sputtering geta sett út málma, en samt eru þeir ekki skiptanlegir þrýstihnappavalkostir. Uppgufun gufar upp efni í gasfasann með upphitun og sýnir sterka sjónlínustefnu við dæmigerðar aðstæður. Sputtering losar markatóm með jónasprengjuárásum; árekstrar innan vinnslugassins og rúmfræði búnaðar gefa almennt breiðari svið komuhorna.
Fullyrðingar eins og „uppgufun er betri“ eða „spútting er betri“ eru ótímabærar. Heppileg vinnsluleið ætti að útskýra hvernig agnir berast að eiginleikum, tilgreina hvaða staðsetning verður skoðuð með tilliti til lágmarksfilmuþykktar, hvaða tegundir bilana á að gera ráð fyrir og hvaða lokaviðmið verða notuð til að dæma hvort þunnfilmulagið hafi raunverulega uppfyllt það hlutverk sem það er ætlað.
