sputteringdeposition

پرکاربرد نشانی الیه های روش

:تاریخچهدر گروو رابرت ویلیام توسط بار 1852اولین

آن از پس و شد مشاهده الکتریکی تخلیه خال تیوب یک دراست یافته ادامه امروز تا آن روی بر تحقیقات

William Robert Grove1896 - 1811

• First observations: W.R. Grove 1853, J.P. Gassiot and M. Faraday 1854, 1858. J. Plücker 1858. Useful for thin film coating?

• First systematic studies: W. Crookes 1891, G. Granquist 1897. Independent of target temperature.

• J. Stark 1908, 1909. Hot spots? Binary elastic collisions?• Cosine emission distribution R. Seeliger 1935. Rules out the collision theory?• Crystal structure effects, G.K. Wehner 1956. Collisions back in. Sputtering yields

always decrease at high energy : 1/E.• Linear collision cascades, relation to nuclear stopping power, J. Lindhard et al. 1963,

J. Davies et al. 1960-64. P. Sigmund 1967-69.• BCA Monte Carlo, MARLOWE, TRIM. M.T. Robinson 1974, J. Biersack and J.F. Ziegler

1974 • Applications in semiconductor industry, coating industry, surface analysis, fusion

plasma physics and and space physics

: اساسروشاسپاترینگ - ) تارگت ) سطح با دارد مثبت بار که شده یونیزه گازی

) است ) متصل منفی پتانسیل به و کنیم نشانی الیه خواهیم می که ای مادهکند می برخورد

باعث - و شود می منتقل تارگت ذرات به شده یونیزه گاز تکانهگردد می تارگت سطح از آنها شدن کنده

- ) شود ) می داده قرار تارگت مقابل در که الیه زیر سمت به تارگت ذراتنشینند می آن روی و شوند می پاشیده

انیمیشنhttp://www.ajaint.com/what-is-sputtering.html

: اسپاترینگ روش مزایای

کرد- 1 نشانی الیه هم را باال ذوب دمای با مواد توان میخاطر- 2 به تفاوت و است شبیه بسیار تارگت به الیه استوکیومتری

هاست مولکول وزن در تفاوتاست- 3 تبخیر روش از بهتر سطح به چسبندگینیست- 4 زیاد خیلی خال به نیازی الزاماندارد- 5 شدن گرم به نیازی کنیم نشانی الیه میخواهیم ای مادهپذیر- 6 واکنش گازهای جمله از مختلفی های گاز با توان می

داد انجام را اسپاترینگالیه- 7 زیر داشتن نگه مشکل و بگیرد قرار الیه زیر باالی تواند می تارگت

نکند بروزنشاند – 8 زیرالیه روی را ماده الیه به الیه توان می باال دقت با موارد در

) کرد ) اپیتکسی

: اسپاترینگ انواعدیود ) - یا سی ( sputtering DC or Diodدی(Magnetron sputteringمگنترون ) -اف ) - (RF sputteringآر

-Ion-beam sputtering -Reactive sputtering -Ion-assisted deposition -High-target-utilization sputtering -High-power impulse magnetron sputtering (HIPIMS) -Gas flow sputtering

دیود ) یا سی ( sputtering DC or Diodدیو منفی پتانسیل به تارگت که است اسپاترینگ نوع ترین ساده

شود می پر کم فشار با گازی با محیط و میشود وصل مثبت پتانسیل به زیرالیهو شده یونیزه محیط در موجود های الکترون با برخورد اثر در و

کند می برخورد تارگت سطح

اصلی : مشکالتداد- 1 قرار تارگت برای توان می را فلزات فقطاست- 2 پایین نشانی الیه سرعت

(Magnetron sputtering مگنترون )

که تفاوت این با داراست را سی دی اسپاترینگ ساختار همان. ) شود ) می اعمال شکل مطابق مغناطیسی میدان تارگت پشت

و افزایشدهد را محیط در الکترون حرکت زمان کار این بایابد افزایشمی توانی مرتبه چندین شده یونیزه گاز های اتم تعداد

انیمیشنhttp://www.ajaint.com/what-is-sputtering.html

اف ) (RF sputteringآر؛ نیست خوبی رسانای یا نیست رسانا تارگت که مواردی در

بار، این و یابد تجمع مثبت بار آن سطح روی است ممکنشود تارگت سطح به گاز مثبت های یون برخورد مانع

. کاهشدهد را نشانی الیه سرعت وجریان اعمال جای به مشکل این حل جریانی DCبرای ،AC فرکانس با

معموال )   مثبتی( MHz 13.56باال بار تا میشود اعمال زیرالیه و تارگت بهنیابد تجمع تارگت روی

اسپاترینگ :معایب

روشهاست- 1 سایر از تر تکنیکیاف- )2 لیفت های روش با را آن توان برای( lift – offنمی

کرد ترکیب زیرالیه روی طرح ایجاداست- 3 قیمت گرانروشهاست- 4 سایر از تر کثیف مواردی در

اسپاترینگ ) ( sputtering yieldبازده

به : نشانی الیه سرعتگاز - ذرات فرود زاویه

گاز - و تارگت ذرات جرمی نسبتگاز - ذرات جنبشی انرژی

است وابسته

Sputter yields of silicon as a function of ion energy for noble gas ions at normal incidence.

The variation of the sputter yield with angle for the three metals.

Below approximately 60 degrees, the sputter rate increases with angle before passing through a maximum.

: اسپاترینگ باره در نکاتیحدود - در تارگت به آرگون گاز فرود است 5^10سرعت ثانیه بر متر

مناسب فشار در آزاد پویش است 3ومسافت متر سانتیبین - پالسما تشکیل برای مناسب است 100تا 10فشار تور میلیدرمرتبه - آند و کاتد بین در پتانسیل .Kev 10- 1اختالف است از - و است وابسته تارگت نوع به بسیار نشانی الیه اتم 3تا 0.1سرعت

شود می کنده تارگت از گاز اتم هر ازای بهحدود - شود 1تا 0.1تنها می یونیزه محفظه داخل گاز از درصدتری - یکنواخت سطح زیرالیه داشتن فاصله مرکز از کمی و دادن حرکت

دهد می بدستحداقل- باید باشد% 30زیرالیه تارگت از کوچکتر