物理蒸着 (PVD) コーティングの原理と技術 (2/2) - VeTek Semiconductor

電子ビーム蒸着膜

抵抗加熱には、抵抗蒸発源によるエネルギー密度の低さ、蒸発源自体の特定の蒸発が膜の純度に影響を与えるなどの欠点があるため、新しい蒸発源を開発する必要があります。電子ビーム蒸着法は、水冷るつぼに蒸着材料を入れ、電子ビームを用いて膜材料を直接加熱し、蒸発させて基板上に凝縮させて膜を形成する塗布技術です。電子ビーム蒸発源は摂氏6000度まで加熱でき、一般的な材料のほとんどを溶かすことができ、金属、酸化物、プラスチックなどの基板上に薄膜を高速で蒸着することができます。

レーザーパルス蒸着

パルスレーザー蒸着 (PLD)高エネルギーのパルスレーザー光をターゲット材料（バルクのターゲット材料、または粉末状のフィルム材料をプレスした高密度のバルク材料）に照射し、局所的なターゲット材料を瞬時に非常に高温にする成膜方法です。そして蒸発して基板上に薄膜を形成します。

分子線エピタキシー

分子線エピタキシー (MBE) は、エピタキシャル膜の厚さ、薄膜のドーピング、界面の平坦性を原子スケールで正確に制御できる薄膜作製技術です。主に超薄膜、多層量子井戸、超格子などの半導体用の高精度薄膜を作製するために使用されます。これは、新世代の電子デバイスおよび光電子デバイスの主要な準備技術の 1 つです。

分子線エピタキシーとは、結晶の成分を異なる蒸発源に置き、1e～8Paの超高真空条件下で膜材料をゆっくり加熱し、分子線の流れを形成し、一定温度で基板上に吹き付ける成膜法です。熱運動速度と一定の割合で基板上にエピタキシャル薄膜を成長させ、成長プロセスをオンラインで監視します。

本質的には、分子線生成、分子線輸送、分子線蒸着の 3 つのプロセスを含む真空蒸着コーティングです。上に分子線エピタキシー装置の概略図を示します。ターゲット材料は蒸発源内に配置されます。各蒸発源にはバッフルが設置されています。蒸発源は基板と位置合わせされる。基板加熱温度は調整可能です。さらに、薄膜の結晶構造をオンラインで監視する監視装置もあります。

真空スパッタリングコーティング

固体表面にエネルギー粒子が衝突すると、固体表面の原子がエネルギー粒子と衝突し、十分なエネルギーと運動量を得て表面から脱出することができます。この現象をスパッタリングといいます。スパッタリングコーティングは、固体ターゲットに高エネルギー粒子を衝突させ、ターゲット原子をスパッタリングして基板表面に堆積させて薄膜を形成するコーティング技術です。

カソードターゲット表面に磁場を導入すると、電磁場を利用して電子を拘束し、電子の経路を延長し、アルゴン原子のイオン化確率を高め、低圧下での安定した放電を実現できます。この原理を利用した成膜方法をマグネトロンスパッタリング成膜といいます。

の原理図DCマグネトロンスパッタリングは上に示したとおりです。真空チャンバー内の主なコンポーネントは、マグネトロン スパッタリング ターゲットと基板です。基板とターゲットは向かい合っており、基板は接地されており、ターゲットは負の電圧に接続されています。つまり、基板はターゲットに対して正の電位を持っているため、電場の方向は基板からです。ターゲットへ。磁場を発生させる永久磁石はターゲットの背面に設置されており、磁力線は永久磁石のN極からS極に向かい、カソードターゲット表面との間に密閉空間を形成します。 

ターゲットと磁石は冷却水によって冷却されます。真空チャンバー内を1e-3Pa以下まで真空排気した後、真空チャンバー内にArを0.1～1Paまで封入し、プラス極とマイナス極に電圧を印加してガスグローを放電させてプラズマを形成します。アルゴンプラズマ中のアルゴンイオンは、電場力の作用下で陰極ターゲットに向かって移動し、陰極の暗領域を通過するときに加速され、ターゲットに衝突し、ターゲット原子と二次電子をスパッタアウトします。

DC スパッタリング コーティング プロセスでは、酸素、窒素、メタン、硫化水素、フッ化水素などの反応性ガスが導入されることがよくあります。これらの反応性ガスはアルゴン プラズマに追加され、励起、イオン化、または Ar と一緒にイオン化されます。原子がさまざまな活性基を形成します。これらの活性化基はターゲット原子とともに基板の表面に到達し、化学反応を起こし、酸化物や窒化物などの対応する化合物膜を形成します。このプロセスは DC 反応性マグネトロン スパッタリングと呼ばれます。

VeTek Semiconductor は中国の専門メーカーです。炭化タンタルコーティング, 炭化ケイ素コーティング, 特殊グラファイト, 炭化ケイ素セラミックスそしてその他の半導体セラミックス。 VeTek Semiconductor は、半導体業界向けのさまざまなコーティング製品向けの高度なソリューションを提供することに尽力しています。

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