กลไกและลักษณะของการสลายตัวของแม่เหล็กไฟฟ้าด้วยปฏิกิริยา

ภาพยนตร์สารประกอบต่างๆได้ใช้มากขึ้นในการพัฒนาเทคโนโลยีด้านวิศวกรรมที่ทันสมัยและภาพยนตร์สารประกอบคิดเป็นประมาณ 70% ของวัสดุฟิล์มทั้งหมด สารประกอบฟิล์มสามารถทำโดยการสะสมไอสารเคมีหรือวิธีการสะสมไอทางกายภาพ ในอดีตที่ผ่านมาภาพยนตร์สารประกอบส่วนใหญ่จัดทำขึ้นโดยวิธี CVD เทคโนโลยีซีวีดีได้พัฒนากระบวนการใหม่ ๆ เช่น CVD ที่เพิ่มขึ้นจากพลาสม่าและสารประกอบอินทรีย์จากโลหะ CVD อย่างไรก็ตามเนื่องจากอุณหภูมิสูงตามวิธี CVD แหล่งที่มาของวัสดุมี จำกัด และบางแห่งมีความเป็นพิษและกัดกร่อนเพื่อก่อให้เกิดมลพิษต่อสิ่งแวดล้อมซึ่งจะ จำกัด การผลิตฟิล์มสารประกอบบางชนิด

หากใช้วิธี PVD ในการผลิตแผ่นฟิล์มบางและแผ่นฟิล์มชนิดผสมนอกจากวิธีการสปัตเตอร์ความถี่วิทยุแล้วอาจใช้วิธีสปัตเตอร์แบบรีแอ็คชัน นั่นคือในกระบวนการเคลือบสปัตเตอร์แก๊สปฏิกิริยาที่ใช้งานอยู่บางชนิดถูกนำมาเทียมและทำปฏิกิริยากับสารเป้าหมายที่กระเด็นออกมาและวางลงบนพื้นผิวเพื่อให้ได้ฟิล์มที่อยู่ในสารเป้าหมายที่แตกต่างกัน ตัวอย่างเช่นออกไซด์ได้โดยการสปัตเตอร์ใน O2 ไนไตรด์ในไนโตรเจนหรือไนโตรเจนไดออกไซด์จะได้รับ oxynitride ในแก๊สผสมของ O2 + N2 จะได้คาร์ไบด์ใน C2H2 หรือ CH4 ซิลิไซด์จะได้รับในไซเลนและ ฟลูออไรด์สามารถหาได้ใน HF หรือ CF4 เป็นต้นปัจจุบันจากความต้องการผลิตฟิล์มบางชนิดขนาดใหญ่ที่มีขนาดใหญ่ในอุตสาหกรรมเทคโนโลยีการอัดตัวของ magnetron sputtering มีประโยชน์อย่างเห็นได้ชัด

1. กลไกการปะทุปฏิกิริยา

กระบวนการปฏิกิริยาสปัตเตอร์จะแสดงในรูปที่ 1 โดยทั่วไปก๊าซปฏิกิริยา ได้แก่ ออกซิเจนไนโตรเจนมีเทนอะเซทิลีนคาร์บอนมอนอกไซด์ ฯลฯ ในระหว่างกระบวนการสปัตเตอร์กระบวนการเกิดปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้บนพื้นผิวหรือบนแคโทด มันโยกย้ายเป็นสารประกอบลงบนพื้นผิว) ขึ้นอยู่กับความดันของก๊าซปฏิกิริยา ถ้าความดันของแก๊สปฏิกิริยาสูงมีความเป็นไปได้ที่จะทำปฏิกิริยากับเป้าหมายการปะทุของแคโทดและจะโยกย้ายไปเป็นสารประกอบบนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์ม ภายใต้สถานการณ์ปกติความดันของการสปัตเตอร์แบบปฏิกิริยาค่อนข้างต่ำดังนั้นปฏิกิริยาเฟสของก๊าซจึงไม่สำคัญและส่วนใหญ่ทำเป็นปฏิกิริยาแบบทึบเฟสบนพื้นผิวของพื้นผิว โดยปกติกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านพลาสมาจะสามารถกระตุ้นการสลายตัวการกระตุ้นและการทำให้เป็นไอออนไนซ์ของโมเลกุลของก๊าซไฮโดรเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในช่วงกระบวนการสปัตเตอร์ปฏิกิริยาจะมีการสร้างอนุภาคขนาดใหญ่ที่ประกอบไปด้วยอะตอมที่เต็มไปด้วยพลังงานฟรีและจะไหลจากแคโทดเป้าหมายไปยังพื้นผิวอะตอมเป้าหมายที่กระจัดกระจายเอาชนะพลังงานกระตุ้นการเจริญเติบโตของฟิล์มบางที่เจริญเติบโตบนพื้นผิว เพื่อผลิตภาพยนตร์สารประกอบ

รูปที่ 1 แผนภาพหลักการของการปะทุปฏิกิริยา

2. ลักษณะของการปะทุปฏิกิริยา

การตอบสนอง magnetron sputtering ปฏิกิริยาหมายถึงการจัดหาก๊าซปฏิกิริยาเพื่อทำปฏิกิริยากับอนุภาคที่กระจัดกระจายในระหว่างการสปัตเตอร์เพื่อสร้างฟิล์มบางผสม มันสามารถตอบสนองกับก๊าซปฏิกิริยาในขณะที่เป้าหมายสารประกอบ กระพือปีก นอกจากนี้ยังสามารถทำปฏิกิริยากับก๊าซปฏิกิริยาขณะที่โลหะหรือชิ้นส่วนโลหะผสมถูกเป่าขึ้นเพื่อผลิตสารประกอบที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่กำหนดไว้ล่วงหน้า การทำปฏิกิริยาสลายตัว magnetron ด้วยปฏิกิริยาของฟิล์มบางเป็นลักษณะ:

◆ความบริสุทธิ์สูงสามารถหาได้จากวัสดุเป้าหมาย (เป้าหมายของธาตุเดี่ยวหรือเป้าหมายหลายองค์ประกอบ) และก๊าซปฏิกิริยาที่ใช้สำหรับการปะทุ magnetron แบบรีแอ็กทีฟและเป็นประโยชน์สำหรับการเตรียมฟิล์มบางที่มีความบริสุทธิ์สูง

◆ ในการทำสปัตเตอร์ magnetron แบบรีแอคทีฟโดยการปรับค่าพารามิเตอร์การสะสมจะมีการผลิตฟิล์มสารผสมที่มี สัดส่วนตามสัดส่วน หรือ สัดส่วนที่ ไม่ใช่สไตรเอทิลีนเพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการควบคุมคุณสมบัติของฟิล์มโดยการปรับองค์ประกอบของฟิล์ม

◆ ระหว่างการทับถม magnetron sputtering ปฏิกิริยาอุณหภูมิพื้นผิวโดยทั่วไปไม่สูงเกินไป นอกจากนี้กระบวนการสร้างฟิล์มไม่ต้องการอุณหภูมิความร้อนที่สูงมากของพื้นผิวดังนั้นจึงมีข้อ จำกัด น้อยกว่าในวัสดุพื้นผิว

◆ การสปัตเตอร์ magnetron ที่เป็นปฏิกิริยาเหมาะสำหรับการผลิตแผ่นฟิล์มบางที่มีขนาดสม่ำเสมอและสามารถผลิตในอุตสาหกรรมได้เพียงเครื่องเดียวโดยมีการเคลือบผิวเป็นล้าน ๆ เมตรต่อปี