Método de deposición de esputo para película de aleación

- May 25, 2018-

Para reducir el número de objetivos utilizados en el sistema de bombardeo iónico, se supone que un objetivo bombardeará y depositará películas de aleación que cumplan con los requisitos de composición y rendimiento. Por lo tanto, en este caso se pueden utilizar objetivos de aleación, objetivos de incrustaciones compuestas y sputtering multiobjetivo.

 

En términos generales, en el estado estable de descarga, de acuerdo con la composición del objetivo, varios átomos constituyentes son sometidos respectivamente a bombardeo iónico. Una ventaja del recubrimiento por pulverización catódica en comparación con la evaporación a vacío y el recubrimiento iónico es que la diferencia entre la composición de la capa de película y el objetivo es pequeña y la composición de revestimiento es más estable. Sin embargo, en algunos casos, debido al fenómeno de pulverización selectiva de diferentes elementos de composición, diferente velocidad de pulverización inversa y fuerza de adhesión de la película, la composición de la capa de película y el objetivo pueden ser muy diferentes. Al utilizar este tipo de objetivo de aleación, para obtener la película de ciertos componentes, la temperatura del sustrato debe reducirse lo más posible para reducir la diferencia en la tasa de adhesión además de formular el objetivo específico de acuerdo con el experimento y minimizar la temperatura del objetivo. Además, las condiciones de proceso apropiadas reducirán el efecto de pulverización inversa en la película.

 

En algunos casos, es difícil preparar un objetivo de aleación uniforme de gran área o un objetivo compuesto. Por lo tanto, se puede usar el objetivo de mosaico compuesto compuesto por elementos individuales. La composición de la superficie del objetivo se muestra en la Fig.1. Entre ellos, la estructura de mosaico en forma de abanico (d) es la más efectiva, es fácil controlar la composición de la película y la repetibilidad también es buena. En principio, no solo se pueden fabricar aleaciones binarias, sino también películas ternarias de aleación cuaternaria mediante este método.

 

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Figura 1. Objetivos compuestos en diferentes estructuras

 

(a) Objetivo de mosaico cuadrado (b) Objetivo de mosaico redondo (c) Objetivo de mosaico redondo pequeño (d) Objetivo de mosaico en forma de abanico

 

La estructura del bombardeo multiobjetivo se muestra en la Figura 2. El sustrato se gira sobre los dos o más objetivos, y el espesor de deposición de cada película se controla para que sea una o varias capas atómicas, y la película se turna para depositarse, de modo que se puede obtener una película compuesta. Por ejemplo, la película de monocristal In1-xGax Sb fue preparada por los objetivos InSb y GaSb. Aunque este dispositivo es complicado, cualquier película componente se puede obtener controlando la velocidad de rotación del sustrato y cambiando la tensión aplicada a cada objetivo. Estos parámetros se pueden controlar de acuerdo con el tiempo de recubrimiento, la composición de la película se cambia en la dirección del espesor de la película y se puede obtener la estructura de la superred.

 

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Figura 2. Diagrama esquemático de la estructura de pulverización catódica multiobjetivo

 

El método del cátodo auxiliar generalmente se usa cuando la diferencia entre los componentes de la película es grande. El objetivo principal del cátodo está compuesto por el componente principal de la aleación, y el objetivo del cátodo auxiliar está compuesto por el componente aditivo de la aleación. Cada objetivo se pulveriza simultáneamente para formar la película de aleación. Ajustando la corriente del objetivo del cátodo auxiliar, la cantidad de componentes añadidos en la película de aleación puede cambiarse arbitrariamente.