स्पटरिंग का सिद्धांत
स्पटरिंग एक भौतिक वाष्प जमाव प्रक्रिया है जिसमें एक ठोस लक्ष्य पर ऊर्जावान आयनों द्वारा बमबारी की जाती है, आमतौर पर एक अक्रिय गैस प्लाज्मा से, और परमाणुओं को लक्ष्य सतह से बाहर निकाल दिया जाता है। निष्कासित परमाणु निर्वात के माध्यम से यात्रा करते हैं और एक पतली फिल्म बनाने के लिए सब्सट्रेट पर संघनित होते हैं। वाष्पीकरण के विपरीत, स्पटरिंग स्रोत के पिघलने पर निर्भर नहीं करती है, इसलिए उच्च गलनांक वाली सामग्री भी जमा की जा सकती है। यह प्रक्रिया फिल्म की मोटाई पर अच्छा आसंजन, एकरूपता और नियंत्रण प्रदान करती है, यही कारण है कि यह पतली फिल्म निर्माण पर हावी है।
मैग्नेट्रोन स्पटरिंग
मैग्नेट्रोन स्पटरिंग में, लक्ष्य के पीछे के मैग्नेट एक ऐसा क्षेत्र बनाते हैं जो लक्ष्य सतह के पास इलेक्ट्रॉनों को फँसाता है, जिससे प्लाज्मा का आयनीकरण और कम गैस दबाव पर स्पटर दर बढ़ जाती है। समतल मैग्नेट्रोन डिज़ाइन सबसे आम हैं, और घूमने वाले बेलनाकार मैग्नेट्रोन उच्च सामग्री उपयोग प्रदान करते हैं। रेडियो फ्रीक्वेंसी स्पटरिंग का उपयोग लक्ष्यों को इन्सुलेट करने के लिए किया जाता है, जबकि डायरेक्ट करंट स्पटरिंग प्रवाहकीय धातुओं के लिए उपयुक्त होता है। बिजली की आपूर्ति, दबाव और चुंबकीय विन्यास का चुनाव जमाव दर और फिल्म की गुणवत्ता निर्धारित करता है।
लक्ष्य प्रकार और सामग्री
लक्ष्य धातुओं, मिश्र धातुओं, ऑक्साइड, नाइट्राइड और अन्य यौगिकों से बनाए जाते हैं। तांबा, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, निकल, मोलिब्डेनम, टंगस्टन और टैंटलम जैसे धातु लक्ष्य का उपयोग प्रवाहकीय, आसंजन और बाधा परतों के लिए किया जाता है। ऑक्साइड और नाइट्राइड लक्ष्य का उपयोग पारदर्शी प्रवाहकीय, इन्सुलेशन और कठोर कोटिंग्स के लिए किया जाता है। लक्ष्य पिघलने और ढलाई, रोलिंग या पाउडर धातु विज्ञान द्वारा निर्मित होते हैं, और शीतलन में सुधार के लिए एक बैकिंग प्लेट से बंधे होते हैं। शुद्धता, घनत्व और अनाज संरचना महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि वे फिल्म संदूषण और दोष स्तर को नियंत्रित करते हैं।
स्पटरिंग के अनुप्रयोग
स्पटरिंग का उपयोग सेमीकंडक्टर निर्माण में इंटरकनेक्ट, बैरियर और बीज परतों के लिए किया जाता है। फ्लैट पैनल डिस्प्ले इसका उपयोग पारदर्शी प्रवाहकीय और परावर्तक फिल्मों के लिए करते हैं। फोटोवोल्टिक विनिर्माण इसका उपयोग इलेक्ट्रोड और बैक संपर्कों के लिए करता है। सौर नियंत्रण और कम उत्सर्जन के लिए आर्किटेक्चरल और ऑटोमोटिव ग्लास को लेपित किया जाता है। ऑप्टिकल कोटिंग्स, सजावटी फिनिश और उपकरणों और घटकों पर पहनने के लिए प्रतिरोधी कोटिंग्स आगे के अनुप्रयोग हैं। प्रत्येक मामले में आवश्यक विद्युत, ऑप्टिकल या यांत्रिक संपत्ति प्रदान करने के लिए लक्ष्य सामग्री और जमाव मापदंडों को चुना जाता है।
प्रक्रिया नियंत्रण और लक्ष्य गुणवत्ता
फिल्म की गुणवत्ता वैक्यूम स्तर, गैस प्रवाह, बिजली घनत्व, सब्सट्रेट तापमान और ज्यामिति पर निर्भर करती है। आर्किंग और पार्टिकुलेट दोष आमतौर पर लक्ष्य सरंध्रता, संदूषण या खराब बॉन्डिंग का परिणाम होते हैं, इसलिए लक्ष्य विनिर्देश और विनिर्माण गुणवत्ता महत्वपूर्ण हैं। लक्ष्य के क्षरण से चुंबकीय क्षेत्र और निक्षेपण एकरूपता बदल जाती है, इसलिए लक्ष्य को एक निर्धारित उपयोग पर बदल दिया जाता है। खर्च किए गए लक्ष्यों को पुनः प्राप्त करने से मूल्यवान धातुएँ पुनः प्राप्त होती हैं और उच्च मात्रा में उत्पादन में लागत और अपशिष्ट दोनों कम हो जाते हैं।
अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्नों
प्रश्न: स्पटरिंग का सिद्धांत क्या है?
आयन एक लक्ष्य पर बमबारी करते हैं और परमाणुओं को बाहर निकाल देते हैं जो सब्सट्रेट पर एक पतली फिल्म के रूप में जमा हो जाते हैं।
प्रश्न: मैग्नेट्रोन स्पटरिंग क्या है?
यह इलेक्ट्रॉनों को फँसाने और प्लाज्मा आयनीकरण को बढ़ाने के लिए एक चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करता है, जिससे कम दबाव पर स्पटर दर बढ़ जाती है।
प्रश्न: लक्ष्य के रूप में किन सामग्रियों का उपयोग किया जाता है?
जमा फिल्म के कार्य के लिए चयनित धातुओं, मिश्र धातुओं, ऑक्साइड और नाइट्राइड का उपयोग किया जाता है।
प्रश्न: स्पटरिंग का उपयोग कहाँ किया जाता है?
सेमीकंडक्टर्स, डिस्प्ले, फोटोवोल्टिक सेल, ग्लास कोटिंग, ऑप्टिक्स और पहनने के लिए प्रतिरोधी कोटिंग्स में।
प्रश्न: लक्ष्य घनत्व क्यों महत्वपूर्ण है?
सरंध्रता आर्किंग और कण दोष का कारण बनती है, इसलिए उच्च घनत्व वाले लक्ष्य क्लीनर फिल्में बनाते हैं।
