Vad är sputtering?

Sputtering är en metod för att avsätta mycket tunna skikt av ett material på en yta genom att bombardera ett källmaterial i en förseglad kammare med elektroner eller andra energiska partiklar för att mata ut atomer i källan som en form av aerosol som sedan sätter sig på alla ytor i ytan ellerkammare.Processen kan sätta in extremt fina lager av filmer ner till atomskalan, men tenderar också att vara långsam och används bäst för små ytor.Tillämpningar inkluderar beläggning av biologiska prover för avbildning vid skanning av elektronmikroskop (SEM), tunnfilmavsättning i halvledarindustrin och avsättning av beläggningar för miniatyriserad elektronik.Nanoteknikindustrin inom medicin-, datavetenskap och materialvetenskaplig forskning förlitar sig ofta på sputtering av deposition för att designa nya kompositer och enheter vid nanometern, eller en miljard av en meter, skala.

Flera olika typer av sputtermetoder är i vanlig användning, inklusive gasflöde, reaktivt och magnetronsputtering.Jonstråle och jonassisterad sputtering används också allmänt på grund av de olika kemikalier som kan existera i ett joniskt tillstånd.Magnetron -sputtering bryts ytterligare ned i likström (DC), växelström (AC) och radiofrekvens (RF) -applikationer.

magnetron sputtering verk genom att placera ett magnetfält runt källmaterialet som kommer att användas för avsättning av lager på lagermålet.Kammaren fylls sedan med en inert gas, såsom argon.Eftersom källmaterialet är elektriskt laddat med antingen AC- eller DC -ström, är utkastade elektroner fångade i magnetfältet och interagerar så småningom med argongasen i kammaren för att skapa energiska joner som består av både argon och källmaterialet.Dessa joner undviker sedan magnetfältet och påverkar målmaterialet och avsätter långsamt ett fint lager av källmaterial på ytan.RF -sputtering används i detta fall för att sätta in flera sorter av oxidfilmer på isolerande mål genom att variera den elektriska förspänningen mellan målet och källan i snabb hastighet.

jonstråle sputtering fungerar utan att källan behöver ett magnetfält.Joner som kastas ut från källmaterialet interagerar med elektroner från en sekundär källa så att de bombarderade målet med neutrala atomer.Detta gör ett jonsputningssystem som kan belägga både ledande och isolerande målmaterial och delar, till exempel de tunna filmhuvudena för datorhårddiskar.

Reaktiva sputtermaskiner förlitar sig på kemiska reaktioner mellan målmaterialet och gaserna som pumpas in i en kammareVakuum.Direkt kontroll av avsättningsskikt görs genom att förändra trycket och mängderna av gaser i kammaren.Filmer som används i optiska komponenter och solceller tillverkas ofta i reaktiv sputtering, eftersom stökiometri eller kemiska reaktionshastigheter kan kontrolleras exakt.