Le principe de fonctionnement de la pulvérisation asymétrique de magnétrons pulsés

La pulvérisation par magnétron pulsé adopte généralement une tension d'onde rectangulaire. Ce n'est pas seulement parce que les dispositifs électroniques existants peuvent être facilement utilisés pour obtenir la forme d'onde rectangulaire en utilisant un mode de commutation, mais aussi que la forme d'onde de la tension rectangulaire est favorable pour étudier la variation du plasma de décharge. La figure 1 représente une forme d'onde de tension d'onde rectangulaire pour une pulvérisation par impulsions. La période d'impulsion est T. Le temps pendant lequel la cible est pulvérisée dans chaque cycle est T-AT, et AT est le temps (largeur) de l'impulsion positive appliquée à la cible. V ⁺ et V ^- sont respectivement les amplitudes de tension des impulsions négative et positive qui sont appliquées à la cible. Afin de maintenir un taux de pulvérisation cathodique plus élevé, la durée de l'impulsion positive AT est beaucoup plus petite que la période d'impulsion T.

Afin de neutraliser complètement la charge positive accumulée sur la couche d'isolation de surface cible dans un temps ΔT plus court, la tension positive V sur la surface cible ne peut pas être trop faible, mais elle n'est généralement pas supérieure à 100V. Puisque la forme d'onde de pouls utilisée est asymétrique, elle est appelée pulvérisation cathodique magnétron pulsée asymétrique.

Fig. 1 Forme d'onde de la tension d'onde rectangulaire pour la pulvérisation réactive pulsée

La pulvérisation cathodique par impulsion est différente de la pulvérisation cathodique à double fréquence intermédiaire en ce qu'elle n'utilise généralement qu'une seule cible. En utilisant une technologie de pulvérisation cathodique à magnétron réactif par impulsions, on a obtenu un dépôt stable à long terme de films d'Al2O3 avec une vitesse de dépôt de 240 nm / min. L'épaisseur du film de Al2O3 revêtu était jusqu'à 50 um. En raison de l'élimination réussie de l'inflammation de la cible, les défauts des films Al2O3 sont réduits de 3 à 4 ordres de grandeur. La pulvérisation par magnétron réactif par impulsions montre sa supériorité dans le dépôt de Si O2, Ti Ox, Ta Ox, Si Nx, DLC, Al2O3, ITO et d'autres films.

La pulvérisation par impulsion est plus favorable à la dissipation thermique de la cible, c'est-à-dire qu'il est possible de fournir de l'énergie avec des impulsions de forte puissance. Par conséquent, le processus de pulvérisation a une sélectivité et une flexibilité plus grandes. L'émergence de la technologie de pulvérisation cathodique à magnétron CA à fréquence intermédiaire et de la technologie de pulvérisation d'impulsions asymétriques a jeté les bases de l'industrialisation de la technologie de formation de film par pulvérisation cathodique par réaction chimique.