เป้าหมายสปัตเตอร์คืออะไร?

เป้าหมายสปัตเตอร์เป็นวัสดุที่ใช้ในการสร้างฟิล์มบางในเทคนิคที่เรียกว่าสปัตเตอร์ทับถมหรือฟิล์มบาง ในระหว่างกระบวนการนี้วัสดุเป้าหมายสปัตเตอร์ริ่งซึ่งเริ่มต้นเป็นของแข็งจะถูกแตกด้วยไอออนของก๊าซเป็นอนุภาคเล็ก ๆ ที่ก่อตัวเป็นสเปรย์และเคลือบวัสดุอื่นซึ่งเรียกว่าสารตั้งต้น การทับถมของสปัตเตอร์นั้นมักเกี่ยวข้องกับการสร้างเซมิคอนดักเตอร์และชิปคอมพิวเตอร์ เป็นผลให้วัสดุเป้าหมายสปัตเตอร์ส่วนใหญ่เป็นองค์ประกอบโลหะหรือโลหะผสมแม้ว่าจะมีชิ้นงานเซรามิกที่สามารถสร้างเคลือบผิวชุบแข็งสำหรับเครื่องมือต่างๆได้

ขึ้นอยู่กับลักษณะของฟิล์มบางที่ถูกสร้างขึ้นสปัตเตอริ่งเป้าหมายสามารถมีขนาดและรูปร่างได้อย่างมาก เป้าหมายที่เล็กที่สุดสามารถมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าหนึ่งนิ้ว (2.5 ซม.) ในขณะที่เป้าหมายรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่ใหญ่ที่สุดนั้นยาวเกินหนึ่งหลา (0.9 ม.) อุปกรณ์สปัตเตอร์บางตัวจะต้องมีเป้าหมายสปัตเตอร์ขนาดใหญ่ขึ้นและในกรณีเหล่านี้ผู้ผลิตจะสร้างกลุ่มเป้าหมายที่เชื่อมต่อด้วยข้อต่อพิเศษ

การออกแบบระบบสปัตเตอร์ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่ดำเนินขั้นตอนการสะสมฟิล์มบางได้มีความหลากหลายและเฉพาะเจาะจงมากขึ้น ดังนั้นรูปร่างและโครงสร้างของเป้าหมายจึงเริ่มกว้างขึ้นในหลากหลายเช่นกัน รูปร่างของเป้าหมายสปัตเตอร์นั้นมักจะเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าหรือวงกลม แต่ซัพพลายเออร์เป้าหมายจำนวนมากสามารถสร้างรูปทรงพิเศษเพิ่มเติมได้เมื่อมีการร้องขอ ระบบสปัตเตอร์บางระบบต้องการเป้าหมายการหมุนเพื่อให้ได้ฟิล์มที่มีความแม่นยำยิ่งขึ้น เป้าหมายเหล่านี้มีรูปร่างเหมือนกระบอกสูบยาวและให้ประโยชน์เพิ่มเติมรวมถึงความเร็วในการสะสมที่เร็วขึ้นความเสียหายจากความร้อนลดลงและพื้นที่ผิวเพิ่มขึ้นซึ่งนำไปสู่การใช้งานโดยรวมที่มากขึ้น

ประสิทธิภาพของวัสดุเป้าหมายสปัตเตอร์ขึ้นอยู่กับปัจจัยหลายประการรวมถึงองค์ประกอบและชนิดของไอออนที่ใช้ในการย่อยสลาย ฟิล์มบาง ๆ ที่ต้องการโลหะบริสุทธิ์สำหรับวัสดุเป้าหมายมักจะมีความสมบูรณ์ของโครงสร้างมากกว่าหากเป้าหมายนั้นบริสุทธิ์ที่สุด ไอออนที่ใช้ในการทิ้งระเบิดสปัตเตอร์ก็มีความสำคัญเช่นกันในการผลิตฟิล์มบางคุณภาพดี โดยทั่วไปอาร์กอนเป็นก๊าซปฐมภูมิที่เลือกให้ไอออไนซ์และเริ่มกระบวนการสปัตเตอริง แต่สำหรับเป้าหมายที่มีโมเลกุลที่เบากว่าหรือหนักกว่าจะเป็นก๊าซมีตระกูลอื่นเช่นนีออนสำหรับโมเลกุลที่มีน้ำหนักเบาหรือคริปทอนสำหรับโมเลกุลที่หนักกว่า มันเป็นสิ่งสำคัญสำหรับน้ำหนักอะตอมของไอออนของก๊าซที่จะคล้ายกับของโมเลกุลเป้าหมายสปัตเตอร์เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการถ่ายโอนพลังงานและโมเมนตัมจึงปรับความสมดุลของฟิล์มบาง