Hva er sputtering?

Sputtering er en metode for å avsette veldig tynne lag av et materiale på en overflate ved å bombardere et kildemateriale i et forseglet kammer med elektroner eller andre energiske partikler for å kaste ut atomer i kilden som en form for aerosol som deretter legger seg på alle overflater ikammer.Prosessen kan avsette ekstremt fine lag med filmer ned til atomskalaen, men har også en tendens til å være treg og brukes best til små overflatearealer.Bruksområder inkluderer belegg av biologiske prøver for avbildning i skanning av elektronmikroskop (SEM), tynnfilmavsetning i halvlederindustrien, og avsetningsbelegg for miniatyrisert elektronikk.Nanoteknologindustrien innen medisin, informatikk og materialvitenskapelig forskning er ofte avhengig av sputtering av deponering for å designe nye kompositter og enheter på nanometeret, eller en milliard av en meter, skala.

Flere forskjellige typer sputter-metoder er til vanlig bruk, inkludert gasstrøm, reaktiv og magnetron sputtering.Ionestråle og ionassistert sputtering er også mye brukt på grunn av mangfoldet av kjemikalier som kan eksistere i en ionisk tilstand.Magnetron -sputtering brytes videre ned i likestrøm (DC), vekselstrøm (AC) og radiofrekvens (RF) applikasjonmålet.Kammeret blir deretter fylt med en inert gass, for eksempel argon.Ettersom kildematerialet er elektrisk ladet med enten AC- eller DC -strøm, er kastede elektroner fanget i magnetfeltet, og til slutt samhandler med argongassen i kammeret for å lage energiske ioner sammensatt av både argon og kildematerialet.Disse ionene slipper deretter unna magnetfeltet og påvirker målmaterialet, og avsetter sakte et fint lag med kildemateriale på overflaten.RF -sputtering brukes i dette tilfellet for å sette inn flere varianter av oksydfilmer på isolerende mål ved å variere den elektriske skjevheten mellom målet og kilden med rask hastighet.

ionstråle sputtering fungerer uten at kilden trenger et magnetfelt.Ioner som blir kastet ut fra kildematerialet samhandler med elektroner fra en sekundær kilde, slik at de bombarderte målet med nøytrale atomer.Dette gjør et ionesputlingssystem i stand til å belegge både ledende og isolerende målmateriale og deler, for eksempel de tynne filmhodene for datamaskinens harddisk.

Reaktive sputtermaskiner er avhengige av kjemiske reaksjoner mellom målmaterialet og gassene som pumpes inn i et kammervakuum.Direkte kontroll av deponeringslag gjøres ved å endre trykket og mengden av gasser i kammeret.Filmer som brukes i optiske komponenter og solceller lages ofte i reaktiv sputtering, ettersom støkiometri, eller kjemiske reaksjonshastigheter, kan kontrolleres nøyaktig.