Co je to naprašování?
Rozprašování je metoda pro nanášení velmi tenkých vrstev materiálu na povrch bombardováním zdrojového materiálu v uzavřené komoře elektrony nebo jinými energetickými částicemi k vypuzování atomů zdroje jako formy aerosolu, který se potom usadí na všech površích v komoře . Tento proces může ukládat extrémně jemné vrstvy filmů až do atomové stupnice, ale také má sklon být pomalý a je nejlepší použít pro malé povrchové plochy. Aplikace zahrnují povlak biologických vzorků pro zobrazování v rastrovacích elektronových mikroskopech (SEM), depozici tenkých vrstev v polovodičovém průmyslu a nanášení povlaků pro miniaturizovanou elektroniku. Nanotechnologický průmysl v medicíně, informatice a materiálovém výzkumu se často spoléhá na nanášení rozprašováním při navrhování nových kompozitů a zařízení v nanometru nebo miliardtině metru.
Běžně se používá několik různých typů rozprašovacích metod, včetně proudění plynu, reaktivního a magnetronového naprašování. Iontový paprsek a rozprašování pomocí iontů jsou také široce používány kvůli rozmanitosti chemikálií, které mohou existovat v iontovém stavu. Rozprašování magnetronu se dále dělí na aplikace stejnosměrného proudu, střídavého proudu a střídavého proudu.
Rozprašování magnetronu funguje tak, že kolem zdrojového materiálu umístí magnetické pole, které bude použito pro nanášení vrstev na cíl. Komora je poté naplněna inertním plynem, jako je argon. Protože je zdrojový materiál elektricky nabitý buď střídavým nebo stejnosměrným proudem, jsou vypuzené elektrony zachyceny v magnetickém poli a nakonec interagují s argonovým plynem v komoře, aby vytvořily energetické ionty složené z argonu a ze zdrojového materiálu. Tyto ionty pak unikají z magnetického pole a dopadají na cílový materiál a pomalu ukládají jemnou vrstvu zdrojového materiálu na jeho povrch. RF rozprašování se v tomto případě používá k nanášení několika druhů oxidových filmů na izolační cíle změnou elektrického předpětí mezi cílem a zdrojem rychlou rychlostí.
Naprašování iontovým paprskem funguje, aniž by zdroj potřeboval magnetické pole. Iony, které jsou vypuzovány ze zdrojového materiálu, interagují s elektrony ze sekundárního zdroje, takže bombardovaly cíl neutrálními atomy. Díky tomu je iontový naprašovací systém schopen potahovat vodivý i izolační materiál a části, jako jsou tenké filmové hlavy pro pevné disky počítače.
Reaktivní rozprašovací stroje se spoléhají na chemické reakce mezi cílovým materiálem a plyny, které jsou čerpány do vakua v komoře. Přímá kontrola depozičních vrstev se provádí změnou tlaku a množství plynů v komoře. Fólie používané v optických komponentech a solárních článcích se často vyrábějí reaktivním naprašováním, protože lze přesně řídit stechiometrii nebo rychlost chemické reakce.