Máy phún xạ ionSự lắng đọng màng nguyên tử đạt được bằng cách bắn phá bề mặt mục tiêu bằng các ion năng lượng cao. Việc lựa chọn mục tiêu trực tiếp xác định tính chất vật lý và hóa học của lớp phủ, cần xem xét toàn diện các đặc tính vật liệu, thông số quy trình và nhu cầu ứng dụng.
Loại mục tiêu phù hợp với hiệu suất
Mục tiêu kim loại (như Au, Al, Cr): Thích hợp cho các tình huống đòi hỏi độ dẫn cao, chẳng hạn như đóng gói điện tử và phim phản chiếu quang học.
Mục tiêu hợp kim (ví dụ: NiCr, TiAl): Độ cứng của lớp phủ (ví dụ: độ cứng của lớp phủ TiAlN>25 GPa) hoặc khả năng chống oxy hóa có thể được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh thành phần.
Mục tiêu gốm (ví dụ SiO₂, ZrO₂): được sử dụng cho lớp cách nhiệt hoặc lớp phủ chống mài mòn, nhưng cần lưu ý rằng độ giòn của chúng có thể dẫn đến giảm hiệu quả phún xạ.
Ảnh hưởng của các thông số mục tiêu đến chất lượng lớp phủ
Yêu cầu về độ tinh khiết: Mục tiêu có độ tinh khiết cao (≥99,99%) có thể làm giảm sự giới thiệu tạp chất, chẳng hạn như lĩnh vực bán dẫn yêu cầu hàm lượng vàng của mục tiêu vàng>99,999%.
Cấu trúc vi mô: Mục tiêu cấu trúc tinh thể cột dễ dẫn đến tập trung ứng suất lớp phủ, trong khi mục tiêu hạt mịn (kích thước hạt<1μm) có thể nâng độ bám dính.
Tốc độ phún xạ: Sự khác biệt đáng kể về tốc độ phún xạ giữa các vật liệu khác nhau (ví dụ: Al>Cu>Ti) và tỷ lệ lắng đọng cần được cân bằng bằng điều chỉnh công suất.

Kịch bản ứng dụng điển hình
Cảm biến sinh học: Chọn mục tiêu vàng có độ tinh khiết cao (Au ≥99,999%), đảm bảo tính dẫn điện của lớp phủ và khả năng tương thích sinh học.
Quang học: Sử dụng mục tiêu SiO₂ để chuẩn bị màng chống phản xạ, chỉ số khúc xạ được tối ưu hóa bằng cách điều chỉnh áp suất không khí phún xạ (0,5-1 Pa).
Lớp phủ chống mài mòn: Các mục tiêu TiN phối hợp với sự phún xạ thiên vị xung, có thể tạo thành một lớp phủ tinh thể nano dày đặc trên bề mặt công cụ.
Chiến lược lựa chọn mục tiêu
Kiểm soát chi phí: ưu tiên các vật liệu thay thế có tỷ lệ giá chọn lọc cao (chẳng hạn như thay thế Ag bằng Al cho lớp dẫn điện tạm thời).
Khả năng tương thích quá trình: mục tiêu chịu nhiệt (như Mo, W) cần được lựa chọn khi phún xạ nhiệt độ cao để tránh biến dạng làm mềm mục tiêu.
Cân nhắc về môi trường: loại bỏ dần các mục tiêu có chứa chì, cadmium và các yếu tố độc hại khác, phù hợp với tiêu chuẩn RoHS.