Mis on RF-sputtering?

Raadiosageduslik (RF) pihustamine on tehnika, mida kasutatakse õhukeste kilede, näiteks arvuti- ja pooljuhtidetööstuses leiduvate kilede loomiseks. Nagu alalisvoolu (DC) pihustamine, hõlmab see meetod positiivsete ioonide loomiseks energilise laine käivitamist läbi inertgaasi. Need ioonid tabavad sihtmaterjali, millest lõpuks saab õhuke kilekate, ja purustatakse peeneks pihustuseks, mis katab aluspinna, õhukese kile sisemise aluse. RF pommitamine erineb alalisvoolu pihustamisest pinge, süsteemi rõhu, pihustussadestamise mustri ja sihtmaterjali ideaalse tüübi poolest.

Pihustamisprotsessi ajal saavad sihtmaterjal, substraat ja RF-elektroodid alguse vaakumkambrist. Järgmisena suunatakse kambrisse inertgaas, milleks on tavaliselt argoon, neoon või krüptoon, olenevalt sihtmaterjali molekulide suurusest. Seejärel lülitatakse sisse raadiosageduslik toiteallikas, mis saadab läbi plasma raadiolaineid gaasiaatomite ioniseerimiseks. Kui ioonid hakkavad sihtmaterjaliga kokku puutuma, purustatakse see väikesteks tükkideks, mis liiguvad aluspinnale ja hakkavad moodustama katet.

Kuna RF pommitamine kasutab elektronide alalisvoolu asemel raadiolaineid, on sellel erinevad nõuded ja mõju pommitamissüsteemile. Näiteks alalisvoolusüsteemid vajavad 2,000–5,000 volti, samas kui RF-süsteemid vajavad sama pihustussadestamise kiiruse saavutamiseks rohkem kui 1012 volti. See on suuresti tingitud sellest, et alalisvoolusüsteemid hõlmavad gaasiplasma aatomite otsest pommitamist elektronidega, samas kui RF-süsteemid kasutavad energiat elektronide eemaldamiseks gaasiaatomite välistest elektronkihtidest. Raadiolainete loomine nõuab elektronvooluga sama efekti saavutamiseks rohkem võimsust. Kui alalisvoolu pommitamise tavaline kõrvalmõju hõlmab sihtmaterjali laengu kogunemist kambris olevate suure hulga ioonide tõttu, on ülekuumenemine raadiosagedussüsteemide puhul kõige levinum probleem.

Erineva toitemeetodi tulemusel saab RF-süsteemis inertgaasi plasmat hoida palju madalamal rõhul, mis on alla 15 mTorr, võrreldes alalisvoolu pihustamise optimeerimiseks vajaliku 100 mTorr-iga. See võimaldab vähem kokkupõrkeid sihtmaterjali osakeste ja gaasiioonide vahel, luues osakeste otsesema tee substraadi materjalini. Selle vähendatud rõhu ja toiteallika alalisvoolu asemel raadiolainete kasutamise kombinatsioon muudab raadiosagedusliku pihustamise ideaalseks isoleerivate omadustega materjalide jaoks.