Kategorija proizvoda
Obratite nam se

Haohai Metal Meterials Co., Ltd.

Haohai Titanium Co, Ltd


Adresa:

Plant br.19, TusPark, Century Avenue,

Xianyang City, Shaanxi Pro., 712000, Kina


Tel:

+86 29 3358 2330

+86 29 3358 2349


Fax:

+86 29 3315 9049


E-mail:

Info@pvdtarget.com

Sales@pvdtarget.com



Dežurnoj servisnoj telefonskoj liniji
029 3358 2330

Tehnologija

Dom > TehnologijaSadržaj

Isparavanje i sputtering


Poređenje između isparavanja i sputera


Isparavanje pomoću elektronskog zraka

U termičkom isparavanju najveći deo materijala za deponovanje pređe se od stanja čvrste do pare pomoću termalnog zagrevanja ili elektronskog bombardovanja. Ispareni materijal se zatim prenosi na podlogu u kojoj se uzgaja tanki film. Kritični parametri takve tehnologije prevlake su uglavnom prosečna brzina isparenih čestica i njihova ugaona raspodela. Osnovni pritisak mora se držati u opsegu visokog vakuuma kako bi se smanjio broj događaja udara između čestica isparivača i ostataka gasova u komori. Visok vakuum dozvoljava česticama da imaju dovoljno "slobodnu stazu" da tanki sloj raste na nivou supstrata. Obloga pomoću isparavanja obično se vrši u komori kao što je prikazano na slici 1 u daljem tekstu. Komora od nerđajućeg čelika se evakuiše pomoću primarne i sekundarne pumpe (kao što je turbo pumpa kao u primjeru ili difuziona pumpa). Izvor isparivača je glava pištolja e-beam; rast premaza se kontroliše mikrobalansom kvarcnih kristala koji može prijaviti i debljinu i brzinu isparavanja. Jonski pištolj se dodaje kako bi se povećala gustina materijala za premazivanje ili za pripremu podloga za odlaganje.

PVD evaporation chamber.jpg

Slika 1: Komora za isparavanje PVD-a



Distribucija isparivača: maska za uniformnost

Za ravnu podlogu, distribucija isparenog materijala u velikoj mjeri zavisi od udaljenosti između izvora i podloge koji će biti premazani, kao i na uglu između supstrata i izvora isparavanja. Zavisnost je definisana tzv. Kosinovskim zakonom, zbog čega je zavisnost od udaljenosti obratno proporcionalna kvadratu udaljenosti, a zavisnost od uglova je proporcionalna kosinusu ugla. Dok se prvi može uglavnom korigovati upotrebom sferične kalote koja drži podloge, drugi faktor zahtijeva uniformnu masku kako bi se postigla ravnomjerna raspodela isparenog materijala na svim podlogama.


Materijali premaza sa isparavanjem termičkog ili e-zraka

Premazivanje pomoću materijalnog isparavanja bio je veliki korak u tehnologiji premaza kada je uveden u 1930-ih. Danas ova tehnologija omogućava korišćenje različitih materijala za premazivanje, kako je ilustrovano u donjoj tabeli:

Deposition
Materijali Tipičan isparivač Nečistoća Stopa depozicije Temperaturni opseg Troškovi
Thermal Materijali od metala ili niske taline

Au, Ag, Al, Cr, Sn, Sb, Ge, In, Mg, Ga

CdS, Pbs, CdSe, NaCI, KCl, AgCl, MgF 2 , CaF 2 , PbCl 2

Visoka 1 - 20 A / s - 1800 ℃ Nisko
E-Beam I metal i dielektrika

Sve gore, plus:

Ni, Pt, Ir, Rh, Ti, V, Zr, W, Ta, Mo, Al2O3, SiO, SiO2, SnO2, TiO2, ZrO2

Nisko 10 - 100 A / s - 3000 ℃ Visoka


Tehnologija premaza za sputere

Sputter premaz, poznat i pod nazivom "katodno sputanje", koristi erozivno dejstvo ubrzanih jona na površini ciljnog materijala. Ovi joni imaju dovoljno energije da uklone čestice (= sputter) na ciljnoj površini. U najjednostavnijem obliku, pod visokim vakuumom generiše se električno polje između anode i katodne ploče (meta) koja treba da se sputira. Pomoću električnog napona radni gas, generalno Argon (Ar), je ionizovan, stvarajući sjajni pražnjenje. Pošto se cilj drži negativnim naponom, pozitivni Ar + joni ubrzavaju prema meti i "prskaju" atome na svojoj površini. Za razliku od termičkog isparavanja, u raspršivanju čestice mete nisu zamenjene toplotom, već direktnim "prenosom impulsa" (neelastičnog sudara) između jona i atoma materijala koji se deponuje. Da bi se postiglo sprčavanje, potrebna je određena granična vrednost za uklanjanje atoma sa ciljne površine i dovod u vakuum. To ukazuje efikasnost raspršivanja S, što je odnos prskanog materijala po Ar + ionu. Procesi prskanja imaju mnogo veću energiju od procesa isparavanja, što znači da je prpljani materijal obično u obliku jona sa mogućnošću stvaranja vrlo gustih premaza.


Magnetno sputtering

Najčešća tehnologija raspršivanja je magnetronsko rasprskavanje u kojem se magneti postavljaju na područje mete kako bi gustoća jalova za gašenje ostala vrlo visoka što povećava efikasnost iskrivljenja. Na taj način je moguće imati veću i stabilniju brzinu prskanja i samim tim i brže otapanje. Proces premaza za magnetron sputter ne zahteva kontrolu mikrobalance; kontrola debljine na mreži može se vršiti samo jednim vremenom prskanja: jednom je započela brzina depozicije premaza (tj. debljina obložena u sekundi koja se obično daje kao nm / s) zavisi od magnetnog polja, polja za ubrzavanje i pritiska gasa. Ako su ovi parametri konstantni, stopa depozita je stabilna i biće reproducibilna pod istim uslovima navedenih parametara.


Sledeća slika 2 prikazuje kružni silicijumski cilj pod bombardovanjem Ar + jona. Moguće je videti najveću gustoću jona (bela svetlost) koja odgovara trajnom magnetnom polju. Međutim, atomi nabijanja dolaze sa celokupne magnetronske površine.

th.jpeg

Slika 2: Plazma iz kružnog silicijskog cilja pod bombardovanjem iona Argon



Reaktivno sputanje

U reaktivnom magnetronskom raspršivanju, reaktivni gas (ili mešavina gasa) se dodaje u inertni gas (na primer Argon) i reaguje sa atomi erodiranim od meta tokom formiranja sloja na podlozi. Tačna količina reaktivnog gasa određuje se potrebnim optičkim karakteristikama obloženog materijala. Film može biti podstehiometrijski, stehiometrijski ili oksidovan u zavisnosti od količine reaktivnih gasova ubačenih u komoru za premazivanje, što dovodi do potpuno različitih fizičkih i optičkih karakteristika prevučenog materijala1. Sa ovom tehnologijom, na primer, moguće je premazati visok indeks refrakcije i slojeve materijala sa niskom refrakcijskom indeksom koristeći samo jednu metu.


Silicijum je jedan od najinteresantnijih materijala za obloge. Miješanjem silicija sa azotom moguće je dobiti materijal visokog refrakcijskog indeksa Si 3 N 4 (n≌ 2.05 @ 520nm u svojoj velikoj formi); miješanjem s kiseonikom moguće je dobiti materijal niske refrakcione vrijednosti SiO 2 (n≌ 1.46 @ 520 nm u svojoj većoj formi). Na slici 3 prikazana je shema reaktivne tehnologije raspršivanja. Azot i kisik se koriste kao reaktivni gasovi; Argon se koristi za stvaranje plazme i raspršivanje silicijumske mete.

Reactive sputtering chamber.jpg

Slika 3: Reaktivna komora za sputanje



Poređenje između tehnologija isparavanja i sputtera

Sputtering nije metoda isparavanja. Visoka energija uključena u proces neće stvarati isparene atome kao kod termičkog isparavanja. Umesto toga stvara se plazma napunjenih čepova sa mnogo većom energijom. Upoređujući energiju čestica dobijenih raspršivanjem i isparavanjem, drugi su mnogo manje energičniji i stoga se ne mogu organizovati da imaju veliku gustoću kada raste tanki film na podlozi.


Kao što je ilustrovano na slici 1, isparavanje elektronskog snopa zahteva pomoć jonskog zraka tokom depozicije kako bi se dobila veća gustina. Ova tehnologija se naziva Ion Assisted Deposition (IAD Assisted Deposition - IAD). U pištolju jonskih zraka generiše se plazma inertnog ili reaktivnog gasa; naelektrisane čestice iz pištolja pogodile rastući film i povećavale gustinu filma. Veća gustina može poboljšati mehaničke osobine obloženog filma ili povećati otpornost na habanje prevlake. Drugo ograničenje isparavanja je njegova jaka zavisnost od brzine isparavanja isparivog materijala, zbog čega je nemoguće ispariti supstance sa komplikovanom stehiometrijom ili čak legiranim materijalima. Nasuprot tome, Sputtering je mnogo manje osetljiv na stehiometriju meta. Međutim, sa raspršivanjem nemoguće je obložiti fluoridne materijale (kao što je MgF 2 ), pošto pljuskana plazma uništava strukturu fluoridnih filmova.


Gledajući u oftalmološku industriju, sputtering je sada zrela tehnologija za proizvodnju AR ili Mirror obloženih sočiva. Njegove ključne prednosti su brzina procesa, stabilnost stope taloženja koja omogućava izbjegavanje kvarcnog monitora i mogućnost izvođenja potpuno automatizovanih procesa.


Sposobnost automatizacije zasniva se na sledećim činjenicama:

Pošto sputter koristi sputter i / ili reaktivni gas, proces sputiranja ne zahteva isti nivo niske vakuuma kao isparavanje.

Distribucija nije povezana sa konusom isparivača kao u procesu isparavanja. Zbog toga je moguće ostvariti kompaktne komore za premazivanje koji se mogu lakše integrirati u automatizovanu proizvodnu liniju (zajedno sa generatorom objektiva, poliranjem i oblogom za tvrdu premaz).


Navedene karakteristike dovele su do proizvodnje mnogih in-line mašina za raspršivanje različitih proizvodnih aplikacija u i izvan oftalmološke industrije. Danas, kao i kod isparavanja, kombinacija plastične podloge + tvrdi lak + sputter AR premaz može biti podešena kako bi se postigao visokokvalitetni proizvod objektiva s obzirom na optičke, mehaničke i dugotrajne osobine.


ZAKLJUČAK

Obezbeđen je veoma kratak pregled najčešćih PVD tehnologija. Termičko isparavanje je zrela tehnologija: postojala je još od 1930-ih, stručni i obučeni operateri su dostupni širom svijeta i omogućava premazivanje skoro svih materijala potrebnih za "standardne" premaze (primjer: za premazivanje oftalmoloških sočiva). Sputtering je mlađa tehnologija: ona je postojala od ranih 1970-ih i primarno se koristi za visoke aplikacije (kao što je svemirska optika). Međutim, danas se njegove koristi koriste i za "standardne" oftalmološke premaze. Termalnom isparavanju je potreban visoki vakuum, dok se raspršivanje radi pod visokim pritiskom, što ga čini automatizovanom tehnologijom koja se koristi u sistemima za linijski premaz. Brzina nanošenja nanosa je vrlo podesiva i, u zavisnosti od tehnologije generacije plazme, dostiže veoma visoke i stabilne vrednosti sa DC (= direktnom strujom) ili impulsnom DC tehnologijom. Obe tehnologije premaza mogu se podesiti kako bi se dobilo različita fizička svojstva filmova sa premazom. Odluka o tome koja tehnologija treba da se koristi treba da se zasniva na potrebnom proizvodnom prinosu, troškovima, broju podloga koje treba premazati, vrsti supstrata i krajnjim karakteristikama premaza.



Par: ne

Sljedeći: PREDNOSTI U PREKRIVNOM PREMAZU