Hvad er sputtering?

Sputtering er en metode til at deponere meget tynde lag af et materiale på en overflade ved at bombardere et kildemateriale i et forseglet kammer med elektroner eller andre energiske partikler til at skubbe atomer af kilden som en form for aerosol, der derefter sætter sig på alle overflader ikammer.Processen kan deponere ekstremt fine lag af film ned til atomskalaen, men har også en tendens til at være langsom og bruges bedst til små overfladearealer.Anvendelser inkluderer belægning af biologiske prøver til billeddannelse i scanning af elektronmikroskoper (SEMS), tynd filmaflejring i halvlederindustrien og deponering af belægninger til miniaturiseret elektronik.Nanoteknologiindustrien inden for medicin, datalogi og materialevidenskabelig forskning er ofte afhængig af sputteringaflejring for at designe nye kompositter og enheder på nanometeret eller en milliarddel af en meter, skala.

Flere forskellige typer sputtermetoder er i almindelig anvendelse, inklusive gasstrøm, reaktiv og magnetron -sputtering.Ionstråle og ionassisteret sputtering er også vidt brugt på grund af de forskellige kemikalier, der kan eksistere i en ionisk tilstand.Magnetron -sputtering er yderligere opdelt i jævnstrøm (DC), vekslende strøm (AC) og radiofrekvens (RF) applikationer.

Magnetron Sputtering fungerer ved at placere et magnetfelt omkring kildematerialet, der vil blive brugt til deponering af lag påmålet.Kammeret fyldes derefter med en inert gas, såsom argon.Da kildematerialet er elektrisk opladet for enten AC- eller DC -strøm, er kastede elektroner fanget i magnetfeltet og interagerer til sidst med argongassen i kammeret for at skabe energiske ioner sammensat af både argon og kildematerialet.Disse ioner undslipper derefter magnetfeltet og påvirker målmaterialet, hvilket langsomt deponerer et fint lag kildemateriale på dets overflade.RF -sputtering bruges i dette tilfælde til at deponere flere sorter af oxidfilm på isolerende mål ved at variere den elektriske bias mellem målet og kilden i en hurtig hastighed.

Ion Beam Sputtering fungerer uden kilden, der har brug for et magnetfelt.Ioner, der kastes ud fra kildematerialet, interagerer med elektroner fra en sekundær kilde, så de bombarderede målet med neutrale atomer.Dette gør et ion -sputteringssystem, der er i stand til at belægge både udførelse og isolerende målmateriale og dele, såsom de tynde filmhoved til computerharddiske.

Reaktive sputtermaskiner er afhængige af kemiske reaktioner mellem målmaterialet og gasser, der pumpes ind i et kammervakuum.Direkte kontrol af deponeringslag udføres ved at ændre tryk og mængder af gasser i kammeret.Film, der anvendes i optiske komponenter og solceller, fremstilles ofte i reaktiv sputtering, som støkiometri eller kemiske reaktionshastigheder kan kontrolleres nøjagtigt.