Co to jest rozpylanie RF?

Rozpylanie o częstotliwości radiowej (RF) to technika używana do tworzenia cienkich warstw, takich jak te stosowane w przemyśle komputerowym i półprzewodnikowym. Podobnie jak rozpylanie prądem stałym (DC), technika ta polega na przepuszczeniu fali energetycznej przez gaz obojętny w celu wytworzenia jonów dodatnich. Materiał docelowy, który ostatecznie stanie się cienkowarstwową powłoką, jest uderzany przez te jony i rozbijany na drobny strumień, który pokrywa podłoże, wewnętrzną podstawę cienkiej warstwy. Napylanie RF różni się od napylania DC napięciem, ciśnieniem w systemie, wzorem osadzania napylania i idealnym rodzajem materiału docelowego.

Podczas procesu rozpylania materiał docelowy, podłoże i elektrody RF rozpoczynają się w komorze próżniowej. Następnie do komory kierowany jest gaz obojętny, którym najczęściej jest argon, neon lub krypton, w zależności od wielkości cząsteczek materiału docelowego. Źródło zasilania RF jest następnie włączane, wysyłając fale radiowe przez plazmę w celu jonizacji atomów gazu. Gdy jony zaczną kontaktować się z materiałem docelowym, zostaje on rozbity na małe kawałki, które przemieszczają się do podłoża i zaczynają tworzyć powłokę.

Ponieważ napylanie RF wykorzystuje fale radiowe zamiast bezpośredniego prądu elektronowego, ma ono inne wymagania i wpływ na system napylania. Na przykład systemy prądu stałego wymagają od 2,000 do 5,000 woltów, podczas gdy systemy RF wymagają ponad 1012 woltów, aby osiągnąć tę samą szybkość napylania. Dzieje się tak głównie dlatego, że systemy DC polegają na bezpośrednim bombardowaniu atomów plazmy gazowej przez elektrony, podczas gdy systemy RF wykorzystują energię do usuwania elektronów z zewnętrznych powłok elektronowych atomów gazu. Tworzenie fal radiowych wymaga większego poboru mocy, aby osiągnąć ten sam efekt, co prąd elektronowy. Podczas gdy powszechny efekt uboczny rozpylania prądem stałym polega na nagromadzeniu ładunku na materiale docelowym z dużej liczby jonów w komorze, przegrzanie jest najczęstszym problemem w przypadku systemów RF.

W wyniku innej metody zasilania plazma gazu obojętnego w systemie RF może być utrzymywana przy znacznie niższym ciśnieniu, mniejszym niż 15 mTorr, w porównaniu z ciśnieniem 100 mTorr niezbędnym do optymalizacji rozpylania prądem stałym. Pozwala to na mniejszą liczbę zderzeń między cząstkami materiału docelowego a jonami gazu, tworząc bardziej bezpośrednią drogę dla cząstek do przemieszczania się do materiału podłoża. Połączenie tego obniżonego ciśnienia, wraz z metodą wykorzystania fal radiowych zamiast prądu stałego dla źródła zasilania, sprawia, że ​​rozpylanie RF jest idealne dla materiałów docelowych, które mają właściwości izolacyjne.