Evaporazzjoni u sputtering it-tnejn jappartjenu għaldepożizzjoni fiżika tal-fwar (PVD). It-tnejn jittrasferixxu l-metall minn materjal sors fuq il-wiċċ ta 'kampjun. Madankollu, "li tkun kapaċi tifforma kisi" ma tfissirx li l-films li jirriżultaw huma identiċi.
Id-differenzi jistgħu jiġu eżaminati billi jiġu indirizzati tliet mistoqsijiet ewlenin: Il-materjal kif iħalli s-sors? Kif jivvjaġġaw il-partiċelli tul il-kamra tal-vakwu? Wara li tilħaq il-wiċċ, kemm tinżamm l-enerġija u l-informazzjoni direzzjonali tagħhom?
01｜Tgħaġġlax biex tqabbel il-merti u d-demeriti - L-ewwel ifhem kif jiġu ġġenerati l-metalli
L-evaporazzjoni termali tiddependi fuq dgħajjes, filamenti jew griġjoli msaħħna b'mod reżistenti biex issaħħan il-materjal tas-sors sakemm tiżviluppa pressjoni tal-fwar suffiċjenti.
L-evaporazzjoni tar-raġġ tal-elettroni tuża raġġ tal-elettroni ffukat biex tikkonċentra l-enerġija fuq reġjuni lokalizzati tal-materjal tas-sors, u tagħmilha adattata għal materjali li jeħtieġu temperaturi tas-sors ferm ogħla.
Għalkemm il-mekkaniżmi tat-tisħin tagħhom huma differenti, il-proċess fundamentali sussegwenti huwa simili: il-materjal tas-sors jgħaddi fil-fażi tal-gass, jivvjaġġa mill-kamra ta 'pressjoni baxxa lejn il-wiċċ tal-kampjun li jkessaħ, fejn jassorbi, jinnukleja, u gradwalment jgħaqqad f'saff ta' film irqiq.
Magnetron sputtering ma "għalli" il-materjal fil-mira. Il-gass tax-xogħol huwa eċċitati biex jifforma plażma. Il-joni jiksbu enerġija ħdejn il-wiċċ tal-mira u jibbumbardjaw il-mira. Kaskati ta 'ħabtiet iħabbtu l-atomi fil-mira mill-wiċċ. Il-partiċelli ejected imbagħad jivvjaġġaw permezz tal-gass tax-xogħol u jilħqu l-kampjun. Il-funzjoni primarja tal-kamp manjetiku hija li tillimita l-elettroni b'mod aktar effettiv ħdejn il-wiċċ fil-mira, li tagħti spinta lill-jonizzazzjoni u l-effiċjenza tal-iskarigu.
Il-fluss attwali depożitat fuq il-kampjun għadu affettwat mill-ġeometrija tal-mira, id-distribuzzjoni tal-kamp manjetiku, il-pressjoni tax-xogħol, id-distanza bejn il-mira u s-sottostrat, il-pożizzjoni tal-apparat, u l-mod tal-moviment tal-kampjun.
02｜Id-direzzjonalità mhix Speċifikazzjoni tal-Apparat, iżda Konsegwenza tat-Trasport tal-Partiċelli
Fl-evaporazzjoni konvenzjonali b'vakwu għoli, il-ħabtiet fil-fażi tal-gass bejn is-sors u l-kampjun huma rari. Il-partiċelli jivvjaġġaw kważi f'linji dritti. L-uċuħ tal-kampjun li jħarsu lejn is-sors jirċievu faċilment fluss tal-partiċelli, filwaqt li żoni mdawla minn tarġiet jew ħitan tal-ġenb fotoreżistenti jistgħu jesperjenzaw effetti ta 'dell. Din hija d-"depożizzjoni tal-linja tal-vista" magħrufa sew.
Madankollu, id-direzzjonalità mhijiex iddeterminata biss mit-terminu "evaporazzjoni". Id-dimensjonijiet tas-sors, id-distanza mis-sors għall-kampjun, l-angolu tal-inklinazzjoni tal-kampjun, id-dell tal-apparat, u l-mod ta 'rotazzjoni kollha jbiddlu l-angolu inċidentali tal-partiċelli li jaslu. B'tqegħid ta 'sottostrat inklinat jew moviment planetarju, l-istess sistema ta' evaporazzjoni tista 'ttejjeb b'mod attiv il-kopertura tal-ħajt tal-ġenb għal ċerti karatteristiċi.
L-isputtering jeħtieġ skarigu elettriku sostnut f'ambjent speċifiku tal-gass tax-xogħol. Wara li l-atomi fil-mira jħallu l-wiċċ fil-mira, jistgħu jaħbtu ma 'atomi tal-gass u jkollhom it-trajettorji tagħhom imqassma mill-ġdid. Barra minn hekk, il-mira nnifisha mhix sors punt ideali. Konsegwentement, sputtering konvenzjonali tipikament jagħti distribuzzjoni angolari usa 'ta' partiċelli inċidentali lill-kampjun meta mqabbel ma 'evaporazzjoni standard. Madankollu, id-dikjarazzjoni li "sputtering m'għandha l-ebda direzzjonalità" hija ugwalment ineżatta. It-tnaqqis jew iż-żieda fil-pressjoni tax-xogħol, l-aġġustament tad-distanza bejn il-mira u s-sottostrat, l-użu ta 'strutturi ta' kollimazzjoni, u r-ripożizzjoni tal-kampjun kollha jimmodifikaw il-frekwenza tal-ħabta u d-distribuzzjoni tal-angolu tal-inċident. Pressjoni ogħla tista 'twessa' l-firxa angolari tal-partiċelli u tista' wkoll tikkawża li l-partiċelli li jaslu jitilfu aktar enerġija.
03｜Għaliex Proċess Wieħed jiffavorixxi Lift-Off Filwaqt li l-Ieħor Iwettaq Aħjar għall-Kopertura tal-Passi
Id-differenzi fid-direzzjonalità jsiru amplifikati meta jiltaqgħu ma' strutturi tridimensjonali. Il-prinċipju fundamentali tal-lift-off huwa li l-fetħiet tal-mudell fis-saff fotoreżistiku l-ewwel, tiddepożita film fuq is-sottostrat kollu, u mbagħad ħoll il-fotoreżistu biex tneħħi l-film fuq ir-reżistenza flimkien.
Għal lift-off b'suċċess, il-film fil-mira fuq is-sottostrat ġewwa l-fetħiet preferibbilment m'għandux jifforma konnessjoni kontinwa mal-film fuq ir-reżistenza tul il-ħitan tal-ġenb. Evaporazzjoni b'direzzjonalità qawwija tal-linja tal-vista għandha t-tendenza li toħloq waqfa tal-ħxuna ħdejn il-ħitan tal-ġenb tar-reżistenza.
04｜X'Esperjenzi tas-Sustrat Imur 'il bogħod minn "Sempliċement Li Miksi b'Saff tal-Metall"
L-evaporazzjoni ħafna drabi hija deskritta b'mod laxk bħala "ġentili", filwaqt li l-isputtering huwa meqjus bħala li għandu "bumbardament qawwi".
Iż-żewġ perċezzjonijiet għandhom bażijiet fattwali, iżda l-ebda waħda ma hija vera indipendentement mit-tagħmir u l-kundizzjonijiet tal-proċess.
Waqt l-evaporazzjoni, il-kampjun xorta jista’ jesperjenza żieda fit-temperatura kkawżata minn radjazzjoni termali, espożizzjoni għas-sors tas-sħana, u tul ta’ depożizzjoni.
Għas-sistemi tar-raġġ tal-elettroni, fatturi addizzjonali bħall-elettroni, ir-raġġi-X, it-titjir tal-materjal tas-sors u l-partiċelli għandhom jitqiesu wkoll.
Polimeri, fotoreżisti, saffi b'punt ta' tidwib baxx jew apparati sensittivi għar-radjazzjoni m'għandhomx jitqiesu sikuri sempliċement ibbażati fuq l-isem tal-proċess. F'ambjent ta 'sputtering, apparti mill-atomi fil-mira, jistgħu jkunu preżenti wkoll flussi ta' joni, elettroni, newtrali riflessi u impuritajiet. Il-preġudizzju tas-sottostrat, il-post tal-plażma u l-pressjoni tax-xogħol jibdlu l-input attwali tal-enerġija mogħtija lill-kampjun. Enerġija moderata tista 'tippromwovi l-migrazzjoni tal-wiċċ u t-twaħħil tal-wiċċ, filwaqt li enerġija eċċessiva tista' twassal għal elevazzjoni tat-temperatura, modifika tal-wiċċ, sputtering mill-ġdid jew ħsara lil saffi sensittivi.
Għalhekk, meta tiddiskuti t-tolleranza tal-kampjun, wieħed m'għandux sempliċement jistaqsi "jekk it-temperatura hijiex għolja". Huwa wkoll meħtieġ li jiġi kkunsidrat fiex jikkonsisti l-wiċċ tal-kampjun, jekk saffi rqaq ta’ ossidu jew materjali b’żewġ dimensjonijiet jinsabu taħt, jekk il-fotoreżist għadux preżenti, jekk il-fabbrikazzjoni tal-apparat hijiex kompluta, u jekk ittemprar jew tindif ta’ wara l-proċess huwiex permissibbli.
05｜Għaliex "Films Sputtered Are Denser" Hija Dikjarazzjoni tal-Punt ta' tluq biss
Film irqiq ma jinżelx bħala blokka solida tal-metall. Minflok, il-partiċelli li jidħlu l-ewwel jassorbu u jinnukleaw biex jiffurmaw gżejjer. Dawn il-gżejjer imbagħad jikbru u jingħaqdu, eventwalment jiżviluppaw fi film kontinwu. L-enerġija tal-partiċelli li jaslu, it-temperatura tas-sottostrat, ir-rata ta 'depożizzjoni, l-angolu tal-inċident, l-indafa tal-wiċċ u l-gass residwu kollha jirregolaw il-mobilità tal-wiċċ tal-partiċelli, u jimmodifikaw id-daqs tal-qamħ, il-porożità, il-ħruxija, il-konsistenza u l-istress residwu. Il-partiċelli sputtered enerġetiċi u l-flussi tal-enerġija assoċjati ġeneralment iwasslu għal aspettattivi ta 'mobilità mtejba tal-wiċċ u films komparattivament densi.
Madankollu, films sputtered jistgħu wkoll jiżviluppaw strutturi kolonni porużi, stress sostanzjali jew ħruxija għolja taħt kundizzjonijiet ta 'pressjoni għolja tax-xogħol, telf sinifikanti ta' enerġija ta 'ħabta, angoli inċidentali mhux favorevoli, jew kundizzjonijiet tal-wiċċ inadegwati. Lanqas huma films evaporati intrinsikament porużi. Modifiki fit-temperatura tas-sottostrat, ir-rata ta 'depożizzjoni, it-trattament tal-wiċċ u l-inputs ta' enerġija awżiljarja bl-istess mod se jbiddlu l-imġiba tan-nukleazzjoni u t-tkabbir.
Densità ogħla tal-film ma tissarrafx awtomatikament f'apparati b'rendiment aħjar. Elettrodi metalliċi jistgħu jagħtu prijorità ogħla fuq ir-reżistenza tal-kuntatt u l-integrità tat-tarf; strutturi ottiċi jistgħu jiffokaw aktar fuq il-ħruxija u l-kostanti ottiċi; strutturi sospiżi huma sensittivi ħafna għall-istress; saffi ta' barriera għad-diffużjoni jagħtu attenzjoni kbira lill-mogħdijiet ta' kontinwità u difetti. "Dens" hija sempliċement deskrizzjoni materjali. Fl-aħħar mill-aħħar, il-prestazzjoni għandha tiġi evalwata kontra r-rekwiżiti funzjonali tal-applikazzjoni ta' film irqiq.
Sommarju
Kemm l-evaporazzjoni kif ukoll l-isputtering jistgħu jiddepożitaw metalli, iżda mhumiex għażliet interkambjabbli ta 'buttuna. L-evaporazzjoni tivvaporizza materjali fil-fażi tal-gass permezz tat-tisħin u turi direzzjonalità qawwija tal-linja tal-vista taħt kundizzjonijiet tipiċi. Sputtering jillibera l-atomi fil-mira permezz tal-bumbardament tal-joni; ħabtiet fi ħdan il-gass tax-xogħol u l-ġeometrija tat-tagħmir ġeneralment jagħtu firxa usa 'ta' angoli tal-wasla.
Pretensjonijiet bħal "l-evaporazzjoni hija aħjar" jew "sputtering huwa aħjar" huma prematuri. Rotta tal-proċess addattata għandha tispjega kif il-partiċelli jaslu fil-karatteristiċi, tispeċifika liema post se jiġi spezzjonat għall-ħxuna minima tal-film, liema tipi ta’ fallimenti għandhom jiġu antiċipati, u liema kriterji finali se jintużaw biex jiġi ġġudikat jekk is-saff ta’ film irqiq ikunx verament issodisfa l-funzjoni maħsuba tiegħu.
