Línea de producción de recubrimiento de pulverización de magnetrón continuo: la tecnología avanzada de deposición de película delgada lidera el desarrollo de la industria

Línea de producción de recubrimiento de pulverización de magnetrón continuo es una tecnología avanzada comúnmente utilizada para el tratamiento de la superficie del material y la deposición de película delgada. Su principio de trabajo básico implica controlar la trayectoria de movimiento del haz de iones a través de un campo magnético para lograr la deposición de pulverización en un entorno de baja presión. En este proceso, los iones de argón se aceleran y se bombardean en la superficie objetivo, pulverizando átomos objetivo, que luego se depositan en la superficie del sustrato para formar una película uniforme y densa. En el proceso de pulverización de magnetrón, la parte más crítica es el "efecto guía del campo magnético". En la superficie del cátodo objetivo, se genera un campo magnético mediante un dispositivo electromagnético externo. El papel del campo magnético es restringir las partículas cargadas y hacer que se muevan a lo largo de una trayectoria específica cerca de la superficie del cátodo objetivo. Al aumentar la densidad del campo magnético, la densidad del plasma también aumentará considerablemente. A medida que aumenta la densidad del plasma, la eficiencia de la concentración de energía también mejora, mejorando así la velocidad de aceleración y la tasa de pulverización de los iones de argón. Bajo la acción del campo magnético, el gas argón se excita a los iones de argón. Estos iones de argón se aceleran y golpean la superficie del objetivo. Esta colisión produce un efecto de pulverización, es decir, los iones de argón eliminan los átomos en la superficie del material objetivo, lo que hace que los átomos del material objetivo se "establezcan" en el entorno circundante en forma de iones o átomos. El material pulverizado en la superficie del material objetivo se guía a la superficie del sustrato en un entorno de vacío. Este proceso se logra mediante iones o átomos en el espacio entre el material objetivo y el sustrato. Cuando estos materiales pulverizados vuelan a la superficie del sustrato, comienzan a depositar y adherirse al sustrato. A medida que continúa el proceso de pulverización, se forma gradualmente una capa de película uniforme. Al ajustar el tiempo de pulverización, se pueden controlar el tipo de material objetivo y los parámetros de proceso, se puede controlar el tipo de material, el grosor, la densidad y la uniformidad de la película. Por ejemplo, el uso de diferentes materiales objetivo afectará la composición química y las propiedades físicas de la película final. El tiempo de pulverización también afectará directamente el grosor de la película. Cuanto más tiempo sea el tiempo de deposición, más gruesa es la película.
Una ventaja significativa de la tecnología continua de recubrimiento de esputización de magnetrón es que puede adaptarse a una variedad de materiales objetivo, incluidos metales, aleaciones, materiales de cerámica, etc. Diferentes objetivos formarán diferentes películas durante el proceso de pulverización. Estas películas pueden usarse para mejorar las propiedades físicas del material, como la dureza, la resistencia al desgaste, la conductividad, las propiedades ópticas, etc. Por ejemplo, las películas de metal pueden mejorar la conductividad eléctrica y térmica de los materiales; Las películas de cerámica pueden mejorar la resistencia a la corrosión y la alta resistencia a la temperatura. El recubrimiento de pulverización de magnetrón continuo también puede producir películas reactivas, utilizando la reacción entre el gas y el objetivo para generar óxido, nitruro y otras películas. Dichas películas tienen ventajas especiales en ciertas aplicaciones, como resistencia a la corrosión, resistencia a la oxidación, recubrimiento decorativo y otros aspectos. En comparación con la tecnología tradicional de pulverización, la tecnología de revestimiento de pulverización de magnetrón continuo tiene ventajas significativas, una de las cuales es su alta eficiencia y bajo daño. Debido a la presencia del campo magnético, la energía de los iones es baja cuando contactan al sustrato, lo que inhibe efectivamente el daño de las partículas cargadas de alta energía al sustrato, especialmente para materiales como semiconductores que tienen requisitos de calidad de superficie extremadamente altos. El daño es mucho más bajo que otras tecnologías de pulverización tradicionales. A través de esta pulsación de baja energía, se puede garantizar la alta calidad y la uniformidad de la película, al tiempo que reduce el riesgo de daño por sustrato.
Debido al uso de electrodos de magnetrón, se puede obtener una corriente de iones de bombardeo objetivo muy grande, logrando así una alta tasa de grabado de pulverización en la superficie objetivo, aumentando así la tasa de deposición de la película en la superficie del sustrato. Bajo la alta probabilidad de colisión entre los electrones de baja energía y los átomos de gas, la tasa de ionización del gas se mejora considerablemente y, en consecuencia, la impedancia del gas de descarga (o plasma) se reduce considerablemente. Por lo tanto, en comparación con la pulverización de diodos DC, incluso si la presión de trabajo se reduce de 1-10Pa a 10^-2-10^-1Pa, el voltaje de pulverización se reduce de varios miles de voltios a varios cientos de voltios, y la mejora de la eficiencia de la pulverización y la tasa de deposición es un orden de cambio de magnitud. Debido al bajo voltaje del cátodo aplicado al objetivo, el campo magnético limita el plasma al espacio cerca del cátodo, suprimiendo así el bombardeo del sustrato por partículas cargadas de alta energía. Por lo tanto, el grado de daño a sustratos como los dispositivos semiconductores que utilizan esta tecnología es más bajo que otros métodos de pulverización.
Todos los metales, aleaciones y materiales cerámicos pueden convertirse en objetivos. A través de DC o RF Magnetron Sputtering, se pueden generar recubrimientos de metal puro o aleación con relaciones precisas y constantes, y las películas reactivas de metal también se pueden preparar para cumplir con los requisitos de varias películas de alta precisión. La tecnología de recubrimiento de pulverización de magnetrón continuo se usa ampliamente en la industria de la información electrónica, como circuitos integrados, almacenamiento de información, pantallas de cristal líquido, almacenamiento de láser, equipos de control electrónico y otros campos; Además, esta tecnología también se puede aplicar al campo de recubrimiento de vidrio; También tiene aplicaciones importantes en industrias como materiales resistentes al desgaste, resistencia a la corrosión de alta temperatura y productos decorativos de alta gama. Con el desarrollo continuo de la tecnología, las líneas continuas de producción de recubrimiento de magnetrones mostrarán su gran potencial en más campos.