Apa itu RF Sputtering?

Radio frequency (RF) sputtering adalah teknik yang digunakan untuk membuat film tipis, seperti yang ditemukan di industri komputer dan semikonduktor. Seperti sputtering arus searah (DC), teknik ini melibatkan menjalankan gelombang energik melalui gas inert untuk menciptakan ion positif. Bahan target, yang pada akhirnya akan menjadi lapisan film tipis, dipukul oleh ion-ion ini dan dipecah menjadi semprotan halus yang menutupi substrat, dasar bagian dalam film tipis. Sputtering RF berbeda dari sputtering DC dalam hal tegangan, tekanan sistem, pola deposisi sputter, dan jenis material target yang ideal.

Selama proses sputtering, bahan target, substrat, dan elektroda RF dimulai di ruang vakum. Selanjutnya, gas inert, yang biasanya argon, neon, atau kripton, tergantung pada ukuran molekul bahan target, diarahkan ke dalam ruangan. Sumber daya RF kemudian dihidupkan, mengirimkan gelombang radio melalui plasma untuk mengionisasi atom gas. Setelah ion mulai menghubungi bahan target, itu dipecah menjadi potongan-potongan kecil yang berjalan ke substrat dan mulai membentuk lapisan.

Karena RF sputtering menggunakan gelombang radio alih-alih arus elektron langsung, ini memiliki persyaratan dan efek yang berbeda pada sistem sputtering. Misalnya, sistem DC membutuhkan antara 2,000 dan 5,000 volt, sedangkan sistem RF membutuhkan lebih dari 1012 volt untuk mencapai tingkat deposisi sputter yang sama. Hal ini sebagian besar karena sistem DC melibatkan pemboman langsung atom plasma gas oleh elektron, sedangkan sistem RF menggunakan energi untuk menghilangkan elektron dari kulit elektron terluar atom gas. Penciptaan gelombang radio membutuhkan lebih banyak input daya untuk mencapai efek yang sama seperti arus elektron. Sementara efek samping umum dari DC sputtering melibatkan penumpukan muatan pada bahan target dari sejumlah besar ion di dalam ruangan, panas berlebih adalah masalah paling umum dengan sistem RF.

Sebagai hasil dari metode pemberian daya yang berbeda, plasma gas inert dalam sistem RF dapat dipertahankan pada tekanan yang jauh lebih rendah yaitu kurang dari 15 mTorr, dibandingkan dengan 100 mTorr yang diperlukan untuk mengoptimalkan DC sputtering. Hal ini memungkinkan tumbukan yang lebih sedikit antara partikel bahan target dan ion gas, menciptakan jalur yang lebih langsung bagi partikel untuk melakukan perjalanan ke bahan substrat. Kombinasi penurunan tekanan ini, bersama dengan metode penggunaan gelombang radio alih-alih arus searah untuk sumber daya, membuat RF sputtering ideal untuk bahan target yang memiliki kualitas isolasi.