Che cos'è DC Magnetron Sputtering?
Lo sputtering di magnetron DC è uno dei diversi tipi di sputtering, che è un metodo di deposizione fisica da vapore di film sottili di un materiale su un altro materiale. I metodi di deposizione sputter più comuni in uso nel 2011 sono sputtering a fascio ionico, sputtering a diodi e sputtering a magnetron DC. Lo sputtering ha una vasta gamma di usi scientifici e industriali ed è uno dei processi di produzione in più rapida crescita utilizzati nella produzione moderna.
Molto semplicemente, lo sputtering si verifica in una camera a vuoto, dove una sostanza è bombardata da molecole di gas ionizzate che spostano gli atomi dalla sostanza. Questi atomi volano via e colpiscono un materiale bersaglio, chiamato substrato, e si legano ad esso a livello atomico, creando un film molto sottile. Questa deposizione di sputter viene effettuata a livello atomico, quindi il film e il substrato hanno un legame praticamente indistruttibile e il processo produce un film che è uniforme, estremamente sottile ed economico.
I magnetroni vengono utilizzati nel processo di sputtering per aiutare a controllare il percorso degli atomi spostati che volano casualmente attorno alla camera del vuoto. La camera è riempita con un gas a bassa pressione, spesso argon, e diversi catodi di magnetron ad alta tensione sono posizionati dietro l'obiettivo del materiale di rivestimento. L'alta tensione fluisce dai magnetroni attraverso il gas e crea plasma ad alta energia che colpisce l'obiettivo del materiale di rivestimento. La forza generata da questi colpi di ioni plasma fa espellere gli atomi dal materiale di rivestimento e si lega al substrato.
Gli atomi che vengono espulsi nel processo di sputtering di solito volano attraverso la camera in schemi casuali. I magnetroni producono campi magnetici ad alta energia che possono essere posizionati e manipolati per raccogliere e contenere il plasma generato attorno al substrato. Ciò forza gli atomi espulsi a percorrere percorsi prevedibili verso il substrato. Controllando il percorso degli atomi, è anche possibile prevedere e controllare la velocità e lo spessore della deposizione del film.
L'uso dello sputtering DC magnetron consente a ingegneri e scienziati di calcolare tempi e processi necessari per produrre specifiche qualità del film. Questo si chiama controllo di processo e consente a questa tecnologia di essere utilizzata dall'industria nelle operazioni di fabbricazione in serie. Ad esempio, lo sputtering viene utilizzato per creare rivestimenti per lenti ottiche utilizzate in articoli come binocoli, telescopi e apparecchiature a infrarossi e per la visione notturna. L'industria dei computer utilizza CD e DVD che sono stati fabbricati utilizzando processi di spluttering e l'industria dei semiconduttori utilizza lo sputtering per rivestire molti tipi di chip e wafer.
Le moderne finestre isolanti ad alta efficienza usano il vetro che è stato rivestito con sputtering e molti hardware, giocattoli e oggetti decorativi sono fabbricati usando questo processo. Altre industrie che usano sputtering includono l'industria aerospaziale, della difesa e automobilistica, l'industria medica, energetica, dell'illuminazione e del vetro e molte altre. Nonostante il suo già ampio utilizzo, l'industria continua a trovare nuovi usi per sputtering magnetron DC.