Comments 37
Перечисление под заголовком "Методы термического напыления:" - это мешанина понятий какая-то. Всё перечисленное никак не "методы термического напыления". Это методы перевода материала в газовую фазу. То есть всё перечисленное - это разновидности первой стадии из предыдущего перечисления. Они не все "термические". Эпитаксию из этого списка следует убрать, это совсем про другое. Можно и совсем из статьи. Так как в технологии обычно эпитаксиальное выращивание слоёв и PVD рассматривают отдельно, это разные процессы.
И в целом сумбурно всё как-то написано.
О, я тоже себе недавно магнетронную установку собрал. Для опытов.
Что изучаете в данной установке, если не коммерческая тайна?:)
Да какая коммерческая тайна может быть а университете, ведь все нужно публиковать.
Многослойные периодические покрытия делаем. В основном, оптические, для EUV/BEUV литографии.
Примерно половину поста написал, а потом каникулы закончились.
Постараюсь за пару недель дописать.
Готово: https://habr.com/ru/post/582510/
Баловство всё это. Да сделать можно. Добиться воспроизводимого результата - сомнительно.
Жду "ALD на коленке" как продолжение. :)
Присоединяюсь к некоторому скепсису относительно воспроизводимости результата на такой "коленке". Однако же, очень интересно узнать про цель автора. Держит ли он в голове реальные применения наколеночного магнетронного напыления, ради которых все это затеял?
Совершенно верно, есть ряд идей - только озвучивать пока не могу ;-)
Напылить "чего-нибудь" не так уж и сложно. Проблема в том, что структура пленок тогда будет очень далека от желаемой. Например, что бы избавиться от кислорода нужен хороший базовый вакуум. Нужен чистый аргон. Нужно систему обезгазить. И т.п.
Разве что какие-нибудь нитридные покрытия делать (типа нитрид титана "под золото").
После абзаца про распыление графита в следующих двух абзацах нужно "анод" заменить на "катод". И в абзаце про платиновую проволоку тоже. И ещё "подлежащую травлению — в качестве анода" - не анода, а катода! Автор вообще плюс и минус не различает?
Расход мишени в магнетронном распылении достаточно большой. Поток распыляемых частиц практически ненаправленный. И осаждение будет происходить не только на целевой детали, но и на всём вокруг. Канавки в них проедаются только так! От мощности конечно зависит.
Спасибо, поправил!
Я для себя вижу одно неоспоримое преимущество: отсутствие отработанных вод (как при гальваническом способе нанесения покрытий). Прорабатывал эту тему для себя - в качестве небольшого бизнеса. Если сливать "по-тихому, чтобы соседи не прознали" - да, прокатит. До поры, до времени. И вообще нехороший способ, с точки зрения отношения к природе. А если официально - весьма затруднительно организовать в рамках закона такой слив. Можно, но сложно. А тут красота - никакой отработки.
Спасибо, хорошая обзорная статья интересующегося автора. Ввиду некоторого опыта в газоразрядной тематике позволю себе пару комментариев, которые, возможно будут интересны.
Весьма любопытным применением магнетронного напыления является создание собственных катализаторов, для применения в разнообразных химических опытах (лично я прихожу просто в восторг от этого)
Это применение конечно возможно, но в случае магнетронного разряда маловероятно из-за сложности конструкции относительно самых элементарных конструкций для реализации пробоя и установления разряда. Классический пример: пробой вакуума между катодом и анодом (высокочастотный емкостный разряд или же разряд постоянного тока), в железе это либо консервная банка с двумя электродами, источником питания и простейшей системой согласования с нагрузкой (газовый разряд), либо трубочка с катодом и анодом. Или еще проще с точки зрения реализации, кварцевая трубочка с подачей газа через нее и намотанная вокруг катушка с ВЧ током (индукционный разряд). Кому интересно почитайте учебник Ю.П. Райзер "Физика газового разряда" (2009), абстрагируясь от многочисленных формул и теории, есть много информации для общего понимания.
Все эти перечисления привожу лишь с целью подкинуть идею талантам для получения целого букета химических реагентов (радикалов) в газовом разряде, который является неравновесной средой с температурой электронов порядка пары электрон-вольт (22000 К), нейтральный газ - холодный. Такой температуры электронов хватает, чтобы эффективно разваливать молекулы разнообразных газов с порогами диссоциации в диапазоне 5 - 10 эВ и инициировать интересные цепочки химических реакций в газовом разряде. Собственно, многие промышленные применения газового разряда на этом и строятся. Для примера, самая известная технология осаждения аморфного кремния в газе SiH4, который предварительно разваливают газоразрядными электронами до SiH3, SiH2 молекул, а затем эти молекулы, достигая поверхности подложки, образуют соединения Si-Si с водородными хвостами.
И ещё одним любопытным применением (как уже было сказано выше) – является магнетронное травление
Тут короткий комментарий, в промышленных масштабах не используют практически из-за сильной пространственной неоднородности разряда по причине неоднородного распределения магнитного поля. В этом смысле проще реализовать травление в системах высокочастотного емкостного или индукционного разряда, где заряженные частицы плазмы диффундируют в радиальном направлении гораздо эффективнее в отличие от магнетронного разряда.
Неоднородность лечится вращением/сканированием подложки и масками. Мы легко делаем 99% однородность на 70 миллиметрах с 4х дюймовым магнетроном.
Если использовать прямоугольные магнетроны, можно сделать тоже самое на 100 сантиметрах.
Справедливое замечание, спасибо. Промышленники для травления своих 300 и 450 мм пластин конечно стараются использовать максимально простые системы по типу ICP-RIE (inductively coupled plasma reactive ion etching) для независимого контроля потока ионов/радикалов на подложку и энергии пучка ионов, но в последнее время действительно набирают популярность магнетронные разряды. Но имхо 99% применения магнетронов пока это напыление качественных пленок.
А можно ли таким образом восстанавливать просветляющее покрытие на объективах? Там я так понимаю нужна очень равномерная пленка, с точно выверенной толщиной
Подскажите необходимую глубину ваккума для PVD осаждения металлов.Понятно что чем глубже тем лучше ..а при каком остаточном давлении газов металл уже более менее ляжет.
Пожалуй, при 1е-5 торр можно уже что-то напылить. Зависит от того, какой металл. Для золота и 1е-3 может хватить, а для титана лучше 5е-7 торр.
Опять же, состав остаточной атмосферы тоже важен. Даже если вакуум не очень глубокий по абсолютному значению, предварительное обезгаживание (прогрев) сильно помогает.
Вакуумное напыление «на коленке»