活跃的阳极

Gencoa率先在可旋转磁控管和辅助阳极之间使用电子磁引导来改善工艺性能,并申请了专利。像任何电路一样,等离子体需要一种将电子流返回到阳极的方法来保持稳定和均匀。

平面磁控管周围有黑暗的空间屏蔽来收集等离子电子。一个可旋转的磁控管不使用黑暗的空间屏蔽,这使得Gencoa开发了一种方法,以磁性引导电子到一个有效的阳极-所谓的活动阳极。有源阳极连接到地,并使用磁捕获和气体注入来引导电子和气体激活。

优势

  • 低温沉积- AA在直流放电中收集100%的等离子体电子,衬底加热降低25%
  • 采用开关方波双阴极布置的AA与采用AA的交流电源模式相比,可减少30%的热量
  • 更好的均匀性-在目标寿命期间,电子具有线性的均匀地返回,没有漂移
  • 低缺陷-活性阳极减少电弧和缺陷,从而获得更好的等离子体稳定性
  • 更高的薄膜密度- AA产生增强的离子轰击基板为密度较高的薄膜
  • 较硬的薄膜-如AA加倍硬度的溅射碳涂层玻璃到25 Gpa
  • 低应力-用AA和脉冲或交流功率模式沉积的薄膜内应力大大降低,衬底轰击周期在正负之间
  • 当阳极偏压为正时,ITO层的电阻率较低,导致溅射电压降低

与有源阳极交流反应过程

AA一般接直流电源正极,使用开关交流电源模式时接地。在对阳极施加正电压的情况下,靶的阴极电压可以以与阳极电压相同的比例向下移动。这允许高达80伏的目标放电减少。这是理想的低电压溅射ITO从一个可旋转的目标。下面的视频展示了一个例子。

与有源阳极交流反应过程

在两个可旋转磁控管之间使用交流电源是常见的,用于快速沉积活性氧化物层和其他介质材料。在两个目标之间增加接地的有源阳极提高了工艺的稳定性,从而减少了缺陷。由于电子被引导到阳极而不使衬底浸没在等离子体中,均匀性得到了改善。

通过对标准交流阴极对和添加阳极对的薄膜结构进行分析,可以提高薄膜的密度。此外,随着内应力的降低,可以沉积更厚的层,提高与基材的附着力。

有源阳极的直流和脉冲直流无反应过程

对于直流供电的等离子体,活性阳极提供了一个长期和均匀的电子收集,不受衬底移动或室壁涂层的干扰。有益的效果是在目标长度和较长时间内都有更好的均匀性。AA还将降低沉积的温度,因为所有的电子都聚集在阳极,而不有助于额外的衬底加热。

作为一个应用实例,当批量金属化塑料零件时,塑料的逸出会导致“半反应”型沉积并覆盖阳极表面。此外,如果使用HMDSO等离子体活化沉积来密封涂层部件,则腔室表面将成为涂层。将氩气通过活性阳极将使长期无故障运行。

有源阳极的直流和脉冲直流反应过程

脉冲直流与反应气体的使用可能会有问题,如果产生的涂层是电绝缘的-导致“阳极消失”效应,因为室和所有部分都被氧化材料覆盖。有源阳极防止这种情况,允许任何无功过程稳定运行与脉冲直流电源作为交流电源操作的替代。优点还在于增强了均匀性,而且可以使用单靶和双靶。

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