Hvad er tynd film sputtering?

Tynd film sputtering er en proces, hvor en tynd film påføres en overflade ved at slå partikler fra en separat målkilde. Processen foregår generelt i et lavt trykkammer, hvori gasformigt plasma pumpes. Positivt ladede ioner i dette plasma banker partikler fri for målkilden i en proces, der kaldes sputtering. Disse partikler bevæger sig derefter til modtageroverfladen, kendt som et underlag, hvor de aflejres på den i form af en tynd film.

De to vigtigste tyndfilm-forstøvningsmetoder er jævnstrømsputtering (DC) og radiofrekvens (RF) forstøvning. Ved DC-sputtering oplader en jævnstrøm positivt plasmaet, mens RF-sputtering bruger radiobølger til at oplade det. Det positivt ladede plasma accelererer til et negativt ladet mål og frigør partikler af målmaterialet, som afsættes på underlaget. DC-sputtering er begrænset til brug til ledende materialer, der kan have en elektrisk strøm, mens RF-sputtering også er passende til isolerende materialer.

Når de kastes ud fra målmaterialet, bevæger partiklerne sig i en lige linje, indtil de kommer i kontakt med noget. Nogle af disse partikler afsættes på den overflade, der skal coates. Partikler, der bevæger sig i andre retninger, kan i stedet aflejres på kammervæggene eller andre overflader inde i kammeret.

Argongas er typisk plasmamaterialet, der bruges til at banke partikler fri for målmaterialet, men andre inerte gasser såsom neon eller krypton anvendes undertiden. Accelereret plasma kan banke partikler fri for dette målmateriale i form af individuelle atomer, grupper af atomer eller som molekyler. Talrige forstøvningsmaterialer er tilgængelige til brug i forskellige applikationer. Tyndfilm-sputtring kan anvendes til at afsætte enten metalliske eller ikke-metalliske film på underlag fremstillet af metal, glas eller andre materialer.

Almindelige applikationer, der bruger tyndfilm-sputtring, inkluderer belægning af optiske instrumenter, såsom teleskopspejle og belægning af forbrugerprodukter, såsom cd'er og digitale videodiske. Elektroniske halvlederenheder og fotovoltaiske paneler fremstilles også med denne teknologi. Brug af tyndfilm-sputtering er endda udvidet til fremstilling af medikamenter, der administreres til patienten i form af en tynd film.

Der er en række fordele ved at bruge denne metode. Sputtering af tynd film er relativt hurtig sammenlignet med andre lignende processer. Det muliggør også god kontrol af tykkelsen af ​​den deponerede film. Derudover behøver målmaterialerne ikke at blive opvarmet som i fordampningsprocesser, så de kan holdes ved en lav temperatur, hvis nødvendigt.