スパッタリングは、表面に薄膜を形成するための真空蒸着技術である。
真空チャンバー内で気体プラズマを発生させる。
このプラズマによってイオンが加速され、ソース材料に衝突し、原子が叩き出されて基板上に蒸着される。
DC(直流)スパッタリングとRF(高周波)スパッタリングの主な違いは、電源と絶縁材料の取り扱い能力にある。
1.電源と材料の取り扱い
直流スパッタリング: 直流スパッタリングは直流電源を使用する。
絶縁材料は電荷を蓄積してスパッタプロセスを妨害する可能性があるため、絶縁材料には不向きである。
こ の 方 法 で 最 適 な 成 果 を 得 る た め に は 、ガ ス 圧 、タ ー ゲ ッ ト - 基 板 間 隔 、電 圧 な ど の プ ロ セ ス 要 素 を 慎 重 に 調 整 す る 必 要 が あ る 。
DCスパッタリングは通常、より高いチャンバー圧力(約100 mTorr)で作動し、2,000~5,000ボルトの電圧を必要とする。
RFスパッタリング: RFスパッタリングは交流電源を使用する。
こ れ に よ り 、タ ー ゲ ッ ト 上 に 電 荷 が 溜 ま ら な く な る た め 、 絶 縁 材 料 の ス パッタリングに適している。
RFスパッタリングでは、ガスプラズマをはるかに低いチャンバー圧力(15 mTorr以下)に維持できるため、荷電プラズマ粒子とターゲット材料との衝突が減少する。
RFスパッタリングは、ガス原子から電子を除去するために運動エネルギーを使用し、ガスをイオン化する電波を発生させるため、より高い電圧(1,012ボルト以上)を必要とする。
1MHz以上の周波数で代替電流を印加することで、スパッタリング中にターゲットを電気的に放電させることができる。
2.動作圧力と電圧要件
DCスパッタリングは通常、より高いチャンバー圧力(約100 mTorr)で作動する。
また、2,000~5,000 ボルトの電圧を必要とする。
RFスパッタリングは、はるかに低いチャンバー圧(15 mTorr以下)でガスプラズマを維持できる。
より高い電圧(1,012ボルト以上)を必要とする。
3.プラズマの安定性
RFスパッタリングは、荷電プラズマ粒子とターゲット材料との衝突を低減する。
そのため、安定性が高く、特定の用途に効率的である。
4.電流の印加
RFスパッタリングでは、1MHz以上の周波数の交流電流を使用します。
これはスパッタリング中にターゲットを電気的に放電させるのに役立ち、コンデンサの誘電体媒体を直列に流れる電流に似ている。
5.絶縁材料への適性
RFスパッタリングは、電荷の蓄積を防ぎ、電圧要件は高くなるものの、より低い圧力で動作させることができるため、絶縁材料に対してより効果的です。
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