Магнетронное распыление

DC магнетрон

 DC магнетрон является современным вариантом устройства катодного распыления материалов в вакууме с использованием источника энергии постоянного тока (DC) с целью нанесения проводящих покрытий на изделия. Принцип его действия основан на явлении физического распыления катода (материала мишени) ускоренными ионами рабочего газа, которые бомбардируют поверхность мишени под действием прикладываемого отрицательного потенциала.

Характерной чертой магнетронов является использование специальной магнитной системы, которая над распыляемой мишенью создает замкнутое по контуру туннелеобразное магнитное поле. Благодаря ему создаются условия получения локализованной плазмы высокой плотности и, соответственно, высокой плотности ионных токов, распыляемых мишень. Следствием этого является высокая производительность распыления материалов. Конструктивные принципы построения магнетронных устройств позволяют достаточно просто реализовать задачу нанесения однородных покрытий на широкоформатные поверхности. Это свойство позволило обеспечить значительный прогресс в современном производстве покрытий для архитектурных стекол, дисплеев, солнечных элементов, для декорирования пластиков и рулонных материалов и т.п.

В основном DC магнетроны применяют для распыления металлов, используя инертные газы.

  AC магнетрон

  AC магнетрон разработан для реализации высоко-производительных процессов нанесения диэлектрических покрытий (оксидов, нитридов, карбидов и др.) распылением в реактивной среде проводящих материалов.

Проведение реактивных процессов на магнетроне имеет две особенности: 1 - образование и рост композитной пленки на поверхности мишени, 2 - осаждение такой же пленки на анодном электроде. При нанесении диэлектриков растущее покрытие блокирует движение электронных токов в цепи разряда плазмы, он становится нестабильным во времени и в конечном счете прекращается. Кроме того, растущие тонкие диэлектрические пленки на мишени за счет накопления заряда на ее поверхности испытывают частые микропробои, что является источником загрязнений в пленке.

При использовании АС магнетронов они подключаются к разным полюсам блока переменного питания (AC) частотой 20-80кГц. Такое подключение обеспечивает работу каждого из магнетронов попеременно то в катодном режиме (распыления), то анодном. В результате исчезает проблема зарастания анода непроводящим материалом, поскольку анод находится в состоянии постоянной самоочистки. Кроме того, непроводящая пленка на мишени подвергается попеременному воздействию то ионным, то электронным потоками, обеспечивая зарядовую нейтрализацию поверхности и устраняет проблему дугообразования. В итоге, работа АС магнетрона протекает стабильно во времени и позволяет с высокой скоростью наносить диэлектрические покрытия высокого качества.

 

Вакуумное оборудование с применением данной технологии