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Beijing Yingsitao Technology Co., Ltd
Revelación de la tecnología central: análisis del principio de funcionamiento y las características de diseño únicas del salpicadero de iones
Fecha:2025-10-18Leer:3
Salpicadero de ionesEs el equipo central para la preparación de películas metálicas / compuestas de alta pureza y alta fuerza de unión. realiza la deposición a nivel atómico a través de objetivos de bombardeo de iones y es ampliamente utilizado en chips semiconductores, dispositivos ópticos y nanomateriales. Comprender su principio de funcionamiento y características de diseño es la clave para optimizar las propiedades de la película.
I. principio de funcionamiento:
El núcleo del chorro de iones es la "transferencia de impulso". El equipo produce plasma (que contiene una gran cantidad de iones ar) a través de descargas de gas (generalmente argón, con una pureza superior al 99999%), y los iones ar aceleran el bombardeo de la superficie del objetivo (como titanio metálico, cerámica de óxido) bajo la acción de campos eléctricos de alta tensión (generalmente - 300v a - 1000v). Los iones chocan elásticamente con los átomos del objetivo, transmitiendo energía cinética a los átomos del objetivo (un solo Ion ar puede transmitir alrededor de 10 - 100 EV de energía), y cuando los átomos del objetivo obtienen más energía que su energía de unión con los átomos circundantes (generalmente 5 - 20ev), se salpican desde la superficie del objetivo. Después de que los átomos salpicados se aceleran a través de la región de plasma, se depositan en la superficie del sustrato (como pastillas de silicio y vidrio) con cierta energía (generalmente 1 - 10 ev) para formar una película densa y uniforme.
Para los objetivos magnéticos (como el hierro y el cobalto), es necesario utilizar la tecnología de pulverización de magnetrón: colocar imanes permanentes (formando un campo magnético cerrado) en la parte posterior del objetivo y restringir la proximidad del plasma a la superficie del objetivo (la densidad de plasma aumenta 10 - 100 veces), reduciendo así el voltaje de pulverización (de 1000v a 300 - 500v), reduciendo el daño térmico del sustrato y aumentando la tasa de deposición (hasta unos micras por hora).
2. características de diseño únicas:
1. diseño de acoplamiento entre el objetivo y el campo magnético: la disposición del Imán del salpicadero de magnetón (como un imán anular o un polo magnético complementario) afecta directamente la distribución del plasma. Por ejemplo, la intensidad del campo magnético del chorro de magnetrón de equilibrio es de aproximadamente 0,01 - 0,1t en la superficie del objetivo, lo que hace que el plasma se concentre en la zona central del objetivo y garantiza la uniformidad del chorro (desviación < ± 5%); El chorro de magnetrón desequilibrado conduce el plasma al sustrato fortaleciendo el campo magnético del borde del objetivo y mejorando la fuerza de Unión de la película delgada al sustrato (adhesión > 10 n / cm).
2. sistema de co - pulverización de múltiples dianas: para la preparación de películas compuestas (como tin, ito), el equipo está equipado con múltiples dianas (como dianas de titanio + nitrógeno, dianas de indio + dianas de estaño + oxígeno), controlando de forma independiente la Potencia de pulverización de cada dianas (precisión ± 1w), ajustando con precisión la composición de la película (por ejemplo, La proporción de in₃o₃y sno𔔦 en Ito es de 9: 1, y la resistencia se puede reducir a 10⁻⁴⁴cm).
3. módulo de control de vacío y gas: utilizando una bomba molecular (vacío límite inferior a 10 ⁶pa) y un controlador de flujo de masa (metano, precisión de flujo ± 0,5 sccm), se ajusta con precisión la presión parcial (generalmente 0,1 - 10pa) del gas de trabajo (como argón, oxígeno) a la proporción (como la relación oxígeno - argón 1: 9 a 3: 7), y se controla la relación Estequiometría y la microestructura de la película (como la transformación de la forma cristalina de la película de alúmina de la fase gamma a la fase alfa).
4. sistema de calentamiento y sesgo del sustrato: la Mesa de calentamiento del sustrato (rango de temperatura ambiente - 800 ° c) puede regular la cristalinidad de la película (por ejemplo, la película de silicio amorfo se convierte en policristalina después de ser recocida a 500 ° c, y la movilidad del portador aumenta 10 veces); El sesgo del sustrato (- 50V a - 500v) acelera el bombardeo de iones a través de un campo eléctrico, mejora la densidad de la película (permeabilidad inferior al 1%) y mejora la cobertura de escalones (para la deposición de superficies microestructurales complejas).
Salpicadero de ionesA través del mecanismo científico y el diseño de ingeniería preciso de "bombardeo de iones - Liberación Atómica - deposición direccional", se ha logrado la preparación de películas desde pequeñas muestras de laboratorio hasta sustratos industriales de gran tamaño, que es una herramienta clave en la ingeniería moderna de superficies de materiales.