Principios y tecnología del recubrimiento por deposición física de vapor (2/2) - VeTek Semiconductor

Recubrimiento por evaporación por haz de electrones

Debido a algunas desventajas del calentamiento por resistencia, como la baja densidad de energía proporcionada por la fuente de evaporación por resistencia, cierta evaporación de la propia fuente de evaporación que afecta la pureza de la película, etc., es necesario desarrollar nuevas fuentes de evaporación. El recubrimiento por evaporación por haz de electrones es una tecnología de recubrimiento que coloca el material de evaporación en un crisol enfriado por agua, utiliza directamente un haz de electrones para calentar el material de la película, vaporiza el material de la película y lo condensa sobre el sustrato para formar una película. La fuente de evaporación por haz de electrones se puede calentar a 6000 grados Celsius, lo que puede derretir casi todos los materiales comunes y depositar películas delgadas sobre sustratos como metales, óxidos y plásticos a alta velocidad.

Deposición de pulso láser

Deposición por láser pulsado (PLD)es un método de fabricación de películas que utiliza un rayo láser pulsado de alta energía para irradiar el material objetivo (material objetivo a granel o material a granel de alta densidad prensado a partir de material de película en polvo), de modo que el material objetivo local se eleva a una temperatura muy alta en un instante. y se vaporiza formando una fina película sobre el sustrato.

Epitaxia de haz molecular

La epitaxia de haz molecular (MBE) es una tecnología de preparación de películas delgadas que puede controlar con precisión el espesor de la película epitaxial, el dopaje de la película delgada y la planitud de la interfaz a escala atómica. Se utiliza principalmente para preparar películas delgadas de alta precisión para semiconductores, como películas ultrafinas, pozos cuánticos multicapa y superredes. Es una de las principales tecnologías de preparación para la nueva generación de dispositivos electrónicos y dispositivos optoelectrónicos.

La epitaxia de haz molecular es un método de recubrimiento que coloca los componentes del cristal en diferentes fuentes de evaporación, calienta lentamente el material de la película en condiciones de vacío ultra alto de 1e-8Pa, forma un flujo de haz molecular y lo rocía sobre el sustrato a una cierta velocidad de movimiento térmico y una cierta proporción, hace crecer películas delgadas epitaxiales sobre el sustrato y monitorea el proceso de crecimiento en línea.

En esencia, es un recubrimiento por evaporación al vacío, que incluye tres procesos: generación de haces moleculares, transporte de haces moleculares y deposición de haces moleculares. Arriba se muestra el diagrama esquemático del equipo de epitaxia de haz molecular. El material objetivo se coloca en la fuente de evaporación. Cada fuente de evaporación tiene un deflector. La fuente de evaporación está alineada con el sustrato. La temperatura de calentamiento del sustrato es ajustable. Además, hay un dispositivo de control para controlar en línea la estructura cristalina de la película delgada.

Recubrimiento por pulverización catódica al vacío

Cuando la superficie sólida es bombardeada con partículas energéticas, los átomos de la superficie sólida chocan con las partículas energéticas y es posible obtener suficiente energía y impulso y escapar de la superficie. Este fenómeno se llama chisporroteo. El recubrimiento por pulverización catódica es una tecnología de recubrimiento que bombardea objetivos sólidos con partículas energéticas, pulveriza los átomos objetivo y los deposita en la superficie del sustrato para formar una película delgada.

La introducción de un campo magnético en la superficie objetivo del cátodo puede utilizar el campo electromagnético para restringir los electrones, extender la trayectoria de los electrones, aumentar la probabilidad de ionización de los átomos de argón y lograr una descarga estable a baja presión. El método de recubrimiento basado en este principio se denomina recubrimiento por pulverización catódica con magnetrón.

El diagrama principal dePulverización con magnetrón CCes como se muestra arriba. Los componentes principales de la cámara de vacío son el objetivo de pulverización catódica del magnetrón y el sustrato. El sustrato y el objetivo están uno frente al otro, el sustrato está conectado a tierra y el objetivo está conectado a un voltaje negativo, es decir, el sustrato tiene un potencial positivo en relación con el objetivo, por lo que la dirección del campo eléctrico es desde el sustrato. al objetivo. El imán permanente utilizado para generar el campo magnético se coloca en la parte posterior del objetivo, y las líneas de fuerza magnéticas apuntan desde el polo N del imán permanente al polo S y forman un espacio cerrado con la superficie del objetivo del cátodo. 

El objetivo y el imán se enfrían con agua refrigerante. Cuando la cámara de vacío se evacua a menos de 1e-3Pa, se llena Ar en la cámara de vacío a 0,1 a 1Pa, y luego se aplica un voltaje a los polos positivo y negativo para hacer que el gas se descargue y forme plasma. Los iones de argón en el plasma de argón se mueven hacia el objetivo del cátodo bajo la acción de la fuerza del campo eléctrico, se aceleran al pasar a través del área oscura del cátodo, bombardean el objetivo y emiten átomos y electrones secundarios del objetivo.

En el proceso de recubrimiento por pulverización catódica de CC a menudo se introducen algunos gases reactivos, como oxígeno, nitrógeno, metano o sulfuro de hidrógeno, fluoruro de hidrógeno, etc. Estos gases reactivos se añaden al plasma de argón y se excitan, ionizan o ionizan junto con el Ar. átomos para formar una variedad de grupos activos. Estos grupos activados alcanzan la superficie del sustrato junto con los átomos objetivo, sufren reacciones químicas y forman películas compuestas correspondientes, como óxidos, nitruros, etc. Este proceso se denomina pulverización catódica reactiva con CC.

VeTek Semiconductor es un fabricante chino profesional deRecubrimiento de carburo de tantalio, Recubrimiento de carburo de silicio, Grafito especial, Cerámica de carburo de silicioyOtras cerámicas semiconductoras. VeTek Semiconductor se compromete a proporcionar soluciones avanzadas para diversos productos de recubrimiento para la industria de semiconductores.

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