Hvad er DC Magnetron Sputtering?
DC magnetron sputtering er en af flere typer sputtering, som er en metode til fysisk dampaflejring af tynde film af et materiale på et andet materiale. De mest almindelige fremgangsmåder til afsættelse af forstøvning, der blev brugt i 2011, er ionstrålesputtering, diodesputtering og DC magnetron-sputtering. Sputtering har en bred vifte af videnskabelige og industrielle anvendelser og er en af de hurtigst voksende produktionsprocesser, der anvendes i moderne fremstilling.
Meget enkelt forekommer sputtring i et vakuumkammer, hvor et stof bombarderes med ioniserede gasmolekyler, der fortrænger atomer fra stoffet. Disse atomer flyver væk og rammer et målmateriale, kaldet et underlag, og binder til det på atomniveau, hvilket skaber en meget tynd film. Denne forstøvningsafsætning udføres på atomniveau, så filmen og underlaget har en praktisk talt uknuselig binding, og processen producerer en film, der er ensartet, ekstremt tynd og omkostningseffektiv.
Magnetroner bruges i forstøvningsprocessen til at hjælpe med at kontrollere stien for de fordrevne atomer, der flyver tilfældigt rundt i vakuumkammeret. Kammeret er fyldt med en lavtryksgas, ofte argon, og adskillige højspændingsmagnetronkatoder er placeret bag belægningsmaterialets mål. Højspænding strømmer fra magnetronerne over gassen og skaber plasma med høj energi, der rammer belægningsmaterialets mål. Kraften, der genereres af disse plasmaionstrejker, får atomerne til at skubbe ud fra belægningsmaterialet og binde til underlaget.
De atomer, der sprøjtes ud i sputteringsprocessen, flyver normalt gennem kammeret i tilfældige mønstre. Magnetroner producerer magnetiske felter med høj energi, der kan placeres og manipuleres til at opsamle og indeholde det genererede plasma omkring underlaget. Dette tvinger de udkastede atomer til at rejse forudsigelige stier til underlaget. Ved at kontrollere atomenes bane kan filmaflejringshastigheden og tykkelsen også forudsiges og kontrolleres.
Ved hjælp af DC magnetron-sputtering giver ingeniører og forskere mulighed for at beregne tider og processer, der er nødvendige for at producere specifikke filmkvaliteter. Dette kaldes processtyring, og det tillader denne teknologi at blive brugt af industrien i massefabrikation. For eksempel bruges sputtering til at oprette belægninger til optiske linser, der bruges til genstande som kikkert, teleskoper og infrarødt udstyr og nattesynsudstyr. Computerbranchen bruger cd'er og dvd'er, der blev fremstillet ved hjælp af støjningsprocesser, og halvlederindustrien bruger sputtering til at beklæde mange typer chips og skiver.
Moderne isolerede vinduer med høj effektivitet bruger glas, der blev belagt ved hjælp af sputtering, og mange hardware-, legetøjs- og dekorationsgenstande fremstilles ved hjælp af denne proces. Andre industrier, der bruger sputtering inkluderer luft-, forsvars- og bilindustrien, medicinal-, energi-, belysnings- og glasindustrien og mange andre. På trods af sin allerede brede anvendelse finder industrien fortsat nye anvendelser til DC magnetron-sputtering.