Hvad er et sputteringssystem?

Sputtering er en proces med tynd filmaflejring, hvori et fast målmateriale kastes ud på overfladen af ​​et underlag for at danne en tynd belægning. Et sputteringssystem er en maskine, hvor en sputtering-proces opstår. Det indeholder hele processen og gør det muligt for en bruger at justere temperatur, effekt, tryk, mål og underlagsmaterialer.

Sputtering er kendt som fysisk dampaflejring, fordi den tynde film dannes ved fysiske midler snarere end gennem kemiske reaktioner. I et sputteringssystem indeholder et vakuumkammer målmaterialet, en strømkilde og en gasplasma. Gassen, som normalt er en ædelgas, såsom argon, bringes ind i kammeret ved et meget lavt tryk for at starte processen.

Strømkilden genererer elektroner, der bombarderer gasplasmaet, og disse elektroner sparker bort andre elektroner, der findes i gassen. Dette får gassen til at ionisere og danne positive ioner kendt som kationer. Disse kationer bombarderer til gengæld målmaterialet og slår små stykker af det væk, der bevæger sig gennem kammeret og deponerer sig selv på underlaget. Processen foreviges let i sputteringssystemets kammer, fordi ekstra elektroner frigøres under ioniseringen af ​​gasplasma.

Sputteringssystemer varierer med hensyn til struktur, strømkilde, størrelse og pris. Retningen af ​​målmaterialet og underlaget er specifik for hver maskine. Nogle systemer vil vende mod målmaterialet parallelt med overfladen af ​​underlaget, mens andre vil vippe begge overflader for at danne et andet afsætningsmønster. Konfokalt sputtering orienterer for eksempel flere enheder målmateriale i en cirkel, der peger mod et fokuspunkt. Underlaget i denne type system kan derefter drejes for en mere jævn afsætning.

Strømkilden varierer også, fordi visse systemer bruger jævnstrøm (DC), mens andre bruger radiofrekvens (RF). En type sputteringssystem, kendt som magnetron sputtering, inkluderer også magneter til at stabilisere de frie elektroner og udjævne den tynde filmaflejring. Disse metoder giver sputteringssystemet forskellige kvaliteter med hensyn til temperatur og afsætningshastighed.

Sputteringssystemer varierer i størrelse fra desktop-systemer til store maskiner, der er større end et køleskab. Det indre kammer varierer også i størrelse, men er generelt meget mindre end selve maskinen; de fleste kamre har diametre mindre end 1 yard (ca. 1 meter). Omkostningerne ved et sputteringssystem spænder fra mindre end $ 20.000 US Dollars (USD), der bruges til op til $ 650.000 USD for et nyt eller specialdesignet system.