-
Thông tin E-mail
cindy_yst@instonetech.com
-
Điện thoại
18600717106
-
Địa chỉ
Tòa nhà số 20, đường An Thái, quận Thuận Nghĩa, thành phố Bắc Kinh.
Về chúng tôi
Beijing Yingsitao Technology Co., Ltd
Khám phá công nghệ cốt lõi: Nguyên tắc làm việc của máy phun ion và phân tích các tính năng thiết kế độc đáo
Ngày:2025-10-18Đọc:2
Máy phún xạ ionNó là thiết bị cốt lõi để chuẩn bị màng kim loại/hợp chất có độ tinh khiết cao và hợp lực cao. Nó đạt được sự lắng đọng nguyên tử bằng cách bắn phá mục tiêu ion. Nó được sử dụng rộng rãi trong chip bán dẫn, quang học và lĩnh vực vật liệu nano. Hiểu được nguyên tắc làm việc và đặc điểm thiết kế của nó là chìa khóa để tối ưu hóa hiệu suất của bộ phim.
I. Nguyên tắc làm việc:
Tại trung tâm của sự phún xạ ion là "chuyển động lượng". Thiết bị tạo ra plasma (chứa nhiều ion Ar⁺) bằng cách xả khí (thường là argon, độ tinh khiết>99,999%), làm tăng tốc độ bắn phá bề mặt của mục tiêu (như titan kim loại, gốm oxit) dưới điện trường cao thế (thường là -300V đến -1000V). Các ion có va chạm đàn hồi với nguyên tử mục tiêu, truyền động năng cho nguyên tử mục tiêu (một ion Ar⁺ duy nhất có thể truyền năng lượng khoảng 10-100 eV) và phun ra khỏi bề mặt mục tiêu khi nguyên tử mục tiêu nhận được nhiều năng lượng hơn năng lượng liên kết của nó với các nguyên tử xung quanh (thường là 5-20 eV). Các nguyên tử phún xạ, sau khi được gia tốc qua vùng plasma, lắng đọng với một năng lượng nhất định (thường là 1-10 eV) lên bề mặt của chất nền (ví dụ: tấm silicon, thủy tinh), tạo thành một màng dày và đồng nhất.
Đối với các mục tiêu từ tính (như sắt, coban), cần sử dụng công nghệ phún xạ magnetron - sắp xếp nam châm vĩnh cửu ở mặt sau của mục tiêu (hình thành từ trường kín), hạn chế plasma gần bề mặt mục tiêu (mật độ plasma tăng 10-100 lần), do đó làm giảm điện áp phún xạ (từ 1000V xuống 300-500V), giảm thiệt hại nhiệt cơ bản và tăng tốc độ lắng đọng (lên đến vài micron mỗi giờ).
Hai, đặc điểm thiết kế độc đáo:
1. Mục tiêu và thiết kế kết hợp từ trường: bố trí nam châm của máy phún xạ magnetron (chẳng hạn như nam châm vòng hoặc cực bổ sung) ảnh hưởng trực tiếp đến sự phân bố plasma. Ví dụ, cường độ từ trường của phún xạ magnetron cân bằng là khoảng 0,01-0,1T trên bề mặt mục tiêu, làm cho plasma tập trung ở khu vực trung tâm của mục tiêu, đảm bảo tính đồng nhất phún xạ (độ lệch<± 5%); Phún xạ magnetron không cân bằng bằng cách tăng cường từ trường cạnh của mục tiêu, hướng plasma đến chất nền, nâng lực liên kết của màng với chất nền (độ bám dính>10N/cm).
2. Hệ thống đồng phún xạ đa mục tiêu: Để chuẩn bị màng hợp chất (ví dụ TiN, ITO), thiết bị được trang bị nhiều mục tiêu (ví dụ: mục tiêu titan+nitơ, mục tiêu indium+mục tiêu thiếc+oxy), bằng cách kiểm soát độc lập công suất phún xạ của từng mục tiêu (độ chính xác ± 1W), điều chỉnh chính xác thành phần màng (ví dụ: tỷ lệ In₂O₃ và SnO₂ trong ITO là 9: 1, điện trở suất có thể giảm xuống 10⁻⁴Ω · cm).
3. Mô-đun điều khiển chân không và khí: Áp dụng bơm phân tử (chân không giới hạn<10⁻Pa) với bộ điều khiển lưu lượng khối (MFC, độ chính xác dòng chảy ± 0,5sccm), điều chỉnh chính xác áp suất riêng phần (thường là 0,1-10Pa) so với tỷ lệ (ví dụ: tỷ lệ oxy-argon 1: 9 đến 3: 7) của khí làm việc (ví dụ: tỷ lệ oxy-argon 1: 9 đến 3: 7) và tỷ lệ đo lường hóa học so với cấu trúc vi mô của màng điều khiển (ví dụ: hình dạng tinh thể của màng nhôm oxit chuyển từ pha gamma sang pha alpha).
4. Hệ thống sưởi ấm cơ sở và hệ thống thiên vị: bảng sưởi cơ sở (nhiệt độ phòng trong phạm vi nhiệt độ -800 ℃) có thể điều chỉnh độ tinh thể của màng (chẳng hạn như màng silicon vô định hình chuyển thành đa tinh thể sau khi ủ 500 ℃, tỷ lệ di chuyển của tàu sân bay tăng 10 lần); Độ lệch cơ bản (-50V đến -500V) tăng tốc bắn phá ion thông qua điện trường, tăng cường độ dày của màng mỏng (độ xốp<1%) và cải thiện khả năng che phủ bước (để lắng đọng bề mặt vi cấu trúc phức tạp).
Máy phún xạ ionThông qua cơ chế khoa học "bắn phá ion - giải phóng nguyên tử - lắng đọng định hướng" và thiết kế kỹ thuật chính xác, việc chuẩn bị màng mỏng từ các mẫu nhỏ trong phòng thí nghiệm đến chất nền kích thước lớn cấp công nghiệp đã đạt được và là công cụ quan trọng cho kỹ thuật bề mặt vật liệu hiện đại.