Kathodische Pulverisierung – Wikipedia

Der kathodischer Staub Anwesend Kathodensprühen Ö Kathodische Verdampfung ^[Erste] (auf Englisch sputtern , “Sprühen”) ist ein Prozess, für den Atome, Ionen oder molekulare Fragmente durch ein festes Material namens Target (Target (Target) vorliegen ( Ziel ) mit einem Bündel von Energiepartikeln (im Allgemeinen Ionen) bombardiert.

Im Energieintervall der Ionen, die normalerweise am Spruttering beteiligt sind (normalerweise weniger als 1 keV für Anwendungen von Radierung o Ablagerung), die Wechselwirkung zwischen dem einfallenden Ion und den Zielatomen und den nachfolgenden Wechselwirkungen zwischen letzterem kann als eine Reihe von binären Auswirkungen behandelt werden.

Das Vorfallionen beeinflusst die verpackten Atome und verteilt sie in alle Richtungen (Phänomen namens “Kollisionswasserfall”), einschließlich dessen, das sie dazu bringt, aus dem Ziel herauszukommen. Das Material wird vom Ziel nach einer Kaskade von Kollisionen und nicht nach einem einzelnen Partikel im Unfall – Zielatom, emittiert, da es nicht möglich ist, dass eine einzelne Kollision eine Variation der Richtung des Augenblicks verursacht, um sicherzustellen, dass das Zielatom hat Eine direkte Geschwindigkeitskomponente in Richtung der Ankunftsrichtung des Unfallionen.

Basierend auf geometrischen Überlegungen ist klar, warum die schräge Inzidenz der Ionen, die das Ziel beeinflussen Zielatome gleich.

In einem Sputterprozess sind die Energiepartikel, die das Ziel bombardieren, aus Ionen; Die Hauptaufgabe tritt auf, wenn die Unfälle mit der der Zielatome vergleichbar sind, da in diesem Fall ein effizienterer Energieaustausch zwischen dem einfallenden Ion und dem Zielatom besteht.

Das Material wird hauptsächlich vom Ziel in Form von elektrisch neutralen Partikeln (nicht -ionisierte Atome, Fragmente von Molekülen usw.) emittiert

Sprudelertrag [ ändern | Modifica Wikitesto ]

Die Sputterübergabe ist definiert als die Anzahl der erodierten Atome aus dem Ziel für jedes einfallende Ion.

Die Cascata di collisioni [ ändern | Modifica Wikitesto ]

Die Phänomene, die in einer Kaskade von Kollisionen stattfinden, werden verwendet, um die Anwendungen der Sporen zu verstehen. Die folgenden Prozesse, nicht unbedingt jeder, können im Ziel stattfinden:

• Ein Atom kann ausgeschlossen werden (und wird als sekundäres Ion bezeichnet)
• Das einfallende Ion kann implantiert oder reflektiert werden, wahrscheinlich als neutral und wahrscheinlich mit einem großen Energieverlust.
• Der Einfluss des Ions und des resultierenden Kollisionswasserfalls kann eine Menge struktureller Umlagerung in der Umgebung des Kollisionspunkts verursachen
• Sekundäres Elektron kann ausgestoßen werden
• Photonen werden emittiert (sichtbar, UV und X, abhängig von den beteiligten Energien)

Der Sprühprozess hat unterschiedliche praktische Anwendungen, typischerweise im Industriesektor (z. Analyse von Verfahrenstests.

Die beiden wichtigsten industriellen Spurtering -Anwendungen sind ohnehin:

• Reinigung für anodische Staubpulverisierung : Die fortschreitende Erosion des Ziels kann verwendet werden, um die Oberfläche der Oberfläche zu reinigen oder zu dünnen. Alternativ kann die Technik mit der Verwendung geeigneter Masken über dem Ziel für einige Bereiche von Interesse verwendet werden.
• Ablagerung für kathodische Staubschutz : Die vom Ziel emittierten Atome werden auf den inneren Oberflächen der Vakuumkammer diskreditiert. Dieses Phänomen kann zur Bedeckung von Artefakten verwendet werden von Material aus dem Ziel auf seiner Oberfläche emittiert. Die Sputterablagerung ermöglicht es, hervorragende Qualitätsfilme praktisch jeder Art von Material zu erhalten, und mit bestimmten Vorsichtsmaßnahmen ermöglicht die Erstellung der Abdeckung mit anderen Struktur und Eigenschaften als das Ausgangsmaterial in der massiven Phase. Die kompakte Kompaktindustrie für Kompaktscheiben und Blu-ray verwendet die Ablagerung der dünnen Aluminiumschicht, mit der der Laser die auf dem obigen organischen Film eingravierten Daten lesen kann. Typischerweise reicht die Dicke der mit dieser Technik hergestellten Abdeckung vom Dutzend nm bis zur μm.

Die Sputterablagerung ist Teil der im Namen der physikalischen Dampfablagerung gruppierten Techniken, d. H. Abscheidung mit physikalischen Methoden der Dampfphase.

Wenn Sie weitere Details eingeben, können die Splash -Techniken erheblich in drei Kategorien unterteilt werden:

• Magnetronsputter : Das Ablagerungssystem verwendet ein passives Gerät, das ein magnetostatisches Feld erzeugen kann. Im Allgemeinen werden zu diesem Zweck NDFEB -Magnete unter das Ziel eingefügt, dessen Ebene Sie ablegen möchten. Auf diese Weise werden die Partikel und Ionen, die mit elektrischer Ladung ausgestattet sind, die der Stärke von Lorentz ausgestattet sind, durch die bestimmte Konfiguration der Feldlinien abgelenkt und in der Nähe des Ziels eingeschlossen, wodurch die Übergabe des Prozesses erheblich erhöht wird.
• RF Spottering : Im Allgemeinen bezieht sich diese Technik als ein durch eine Funkfrequenz aktiviertes Spritzer (aktiviert ( Radiofrequenz ); Diese Technik wird zur Ablagerung von Isoliermaterialien verwendet, da in diesem Fall die Ladung, die im Ziel angesammelt bleibt, dispergieren ist. Die Variation des elektromagnetischen Feldes zielt darauf ab, die akkumulierten Ladungen zu zerstreuen.
• DC Sputtering : Variante des traditionellen Sputters, bei dem eine Hochspannung fortgesetzt wird ( Gleichstrom ) wird zwischen dem Ziel gehalten, das Sie verdampfen möchten, und dem Substrat, das Sie abdecken möchten, wenn das erste ein leitendes Metallmaterial ist.

Es gibt auch Anwendungen, bei denen das Sputter für Analysezwecke verwendet wird.

Analisi Sims [ ändern | Modifica Wikitesto ]

Die kathodische Pulverisierung ist auch der Prozess auch an der Basis der Massenspektrometrie von Sekundärionen (SIMS), einer sehr ausgefeilten Technik der chemischen Analyse von Champions, die in Industrie und Forschung weit verbreitet sind.

Der Kollisionsprozess im Wasserfall betrifft in dieser Art von Technik im Allgemeinen die ersten 10 nm der Probe, während einer SIMS-Analyse unter typischen Bedingungen stammt jedoch etwa 95% des wiedergegebenen Materials aus den ersten 1-2 nm, daher aus der ersten 1-2 NM Die Tiefe der Sims beträgt ca. 3 ÷ 10 nm. Im Fall von Champions in kristalliner Form ist die Durchdringung von Primärionen aufgrund des Vorhandenseins privilegierter Richtungen in Kristallen im Allgemeinen höher Kanalprozess ). In diesem Fall kann die Kaskadenkollisionsmethode nicht angewendet werden, da die Primärionen mit der kristallinen Struktur als Ganzes und nicht mit einem einzelnen Atom gleichzeitig interagieren.

Die kinetische Energie des im Erosionsprozesses emittierten Materials ist variabel: Die atomaren Sekundärionen haben sehr niedrige Energien in der Größenordnung von 20 eV. Die molekularen Ionen haben niedrigere Energien, da die kinetische Energie, die von Primärionen an Moleküle verkauft wird, ebenfalls in rotovibrierungsfähige Energie umgewandelt wird.

Die Ionisationsenergie der in der Probe enthaltenen Elemente ist der entscheidende Parameter für die Erzeugung positiver Sekundärionen. Bei der Erstellung negativer sekundärer Ionen ist der Referenzparameter stattdessen eine elektronische Affinität. Darüber hinaus hängt die Wahrscheinlichkeit der Ionisation stark von der chemischen Umgebung ab, die das betrachtete Atom umgibt (( Matrix ). Der starke Einfluss des Matrixeffekts macht die Quantifizierung der Ergebnisse der SIMS -Analysen ziemlich kompliziert.