Τι είναι το σύστημα ψεκασμού;

Το ψεκασμό είναι μια διαδικασία εναπόθεσης λεπτού φιλμ στην οποία ένα στερεό υλικό στόχου εκτοξεύεται στην επιφάνεια ενός υποστρώματος για να σχηματίσει μια λεπτή επίστρωση.Ένα σύστημα ψεκασμού είναι ένα μηχάνημα στο οποίο συμβαίνει μια διαδικασία ψεκασμού.Περιέχει ολόκληρη τη διαδικασία και επιτρέπει σε έναν χρήστη να ρυθμίζει τα υλικά θερμοκρασίας, ισχύος, πίεσης, στόχου και υποστρώματος.

Το ψεκασμό είναι γνωστό ως απόθεση φυσικής ατμών, επειδή η λεπτή μεμβράνη σχηματίζεται με φυσικά μέσα και όχι μέσω χημικών αντιδράσεων.Σε ένα σύστημα ψεκασμού, ένας θάλαμος κενού περιέχει το υλικό στόχου, μια πηγή ενέργειας και ένα πλάσμα αερίου.Το αέριο, το οποίο είναι συνήθως ένα ευγενές αέριο όπως το αργόν, εισέρχεται στο θάλαμο σε πολύ χαμηλή πίεση για να ξεκινήσει η διαδικασία.

Η πηγή ενέργειας παράγει ηλεκτρόνια που βομβαρδίζουν το πλάσμα αερίου και αυτά τα ηλεκτρόνια απομακρύνονται από άλλα ηλεκτρόνια που υπάρχουντο αέριο.Αυτό προκαλεί το αέριο να ιονίζει και να σχηματίζει θετικά ιόντα γνωστά ως κατιόντα.Αυτά τα κατιόντα με τη σειρά τους βομβαρδίζουν το υλικό -στόχο, χτυπώντας μακριά μικρά κομμάτια από αυτό που ταξιδεύουν μέσα από το θάλαμο και καταθέτουν τον εαυτό τους στο υπόστρωμα.Η διαδικασία διαιωνίζεται εύκολα στο θάλαμο συστήματος ψεκασμού, επειδή τα επιπλέον ηλεκτρόνια απελευθερώνονται κατά τη διάρκεια του ιονισμού του πλάσματος αερίου. Τα συστήματα ψεκασμού ποικίλλουν από την άποψη της δομής, της πηγής ενέργειας, του μεγέθους και της τιμής.Ο προσανατολισμός του υλικού στόχου και του υποστρώματος είναι ειδικός σε κάθε μηχανή.Ορισμένα συστήματα θα αντιμετωπίσουν το υλικό στόχου παράλληλα με την επιφάνεια του υποστρώματος, ενώ άλλα θα γυρίσουν είτε την επιφάνεια για να σχηματίσουν διαφορετικό πρότυπο εναπόθεσης.Το Confocal sputtering, για παράδειγμα, προσανατολίζει τις πολλαπλές μονάδες υλικού στόχου σε έναν κύκλο που δείχνει προς ένα σημείο εστίασης.Το υπόστρωμα σε αυτόν τον τύπο συστήματος μπορεί στη συνέχεια να περιστραφεί για πιο ομοιόμορφη εναπόθεση.

Η πηγή τροφοδοσίας ποικίλλει επίσης, επειδή ορισμένα συστήματα χρησιμοποιούν ισχύ άμεσης ρεύματος (DC), ενώ άλλοι χρησιμοποιούν ισχύ ραδιοσυχνοτήτων (RF).Ένας τύπος συστήματος ψεκασμού, γνωστός ως ψεκασμό μαγνητρόνης, περιλαμβάνει επίσης μαγνήτες για τη σταθεροποίηση των ελεύθερων ηλεκτρονίων και την εξισορρόπηση της εναπόθεσης λεπτού φιλμ.Αυτές οι μέθοδοι δίνουν στο σύστημα ψεκασμού διαφορετικές ιδιότητες όσον αφορά τη θερμοκρασία και την ταχύτητα εναπόθεσης.

Τα συστήματα ψεκασμού κυμαίνονται σε μέγεθος από επιτραπέζια συστήματα σε μεγάλα μηχανήματα που είναι μεγαλύτερα από ένα ψυγείο.Ο εσωτερικός θάλαμος ποικίλλει επίσης σε μέγεθος, αλλά είναι γενικά πολύ μικρότερο από το ίδιο το μηχάνημα.Οι περισσότεροι θάλαμοι έχουν διαμέτρους μικρότερες από 1 αυλή (περίπου 1 μέτρο).Το κόστος ενός συστήματος ψεκασμού κυμαίνεται από λιγότερο από $ 20.000 δολάρια ΗΠΑ (USD) που χρησιμοποιούνται, μέχρι τα 650.000 δολάρια ΗΠΑ για ένα νέο ή προσαρμοσμένο σύστημα σχεδιασμένο.