Che cos'è Magnetron Sputtering?

Lo sputtering con magnetron è un tipo di deposizione fisica di vapore, un processo in cui un materiale bersaglio viene vaporizzato e depositato su un substrato per creare un film sottile. Poiché utilizza i magneti per stabilizzare le cariche, gli sputtering del magnetron possono essere condotti a pressioni più basse. Inoltre, questo processo di sputtering può creare film sottili accurati e distribuiti uniformemente e consente una maggiore varietà del materiale di destinazione. Lo sputtering con magnetron viene spesso utilizzato per formare sottili film di metallo su materiali diversi, come sacchetti di plastica, compact disc (CD) e dischi video digitali (DVD), ed è anche comunemente usato nell'industria dei semiconduttori.

Generalmente, un processo di sputtering tradizionale inizia in una camera a vuoto con il materiale target. L'argon, o un altro gas inerte, viene lentamente introdotto, consentendo alla camera di mantenere la sua bassa pressione. Successivamente, viene introdotta una corrente attraverso la fonte di alimentazione della macchina, portando gli elettroni nella camera che iniziano a bombardare gli atomi di argon e ad eliminare gli elettroni nei loro gusci di elettroni esterni. Di conseguenza, gli atomi di argon formano cationi carichi positivamente che iniziano a bombardare il materiale bersaglio, rilasciando piccole molecole di esso in uno spray che si raccoglie sul substrato.

Mentre questo metodo è generalmente efficace per creare film sottili, gli elettroni liberi nella camera non solo bombardano gli atomi di argon, ma anche la superficie del materiale bersaglio. Ciò può comportare un elevato grado di danno al materiale bersaglio, tra cui la struttura superficiale irregolare e il surriscaldamento. Inoltre, il tradizionale sputtering a diodi può richiedere molto tempo per essere completato, aprendo ancora più opportunità di danni agli elettroni al materiale bersaglio.

Lo sputtering al magnetron offre tassi di ionizzazione più elevati e meno danni agli elettroni al materiale bersaglio rispetto alle tradizionali tecniche di deposizione sputtering. In questo processo, un magnete viene introdotto dietro la fonte di energia per stabilizzare gli elettroni liberi, proteggere il materiale bersaglio dal contatto degli elettroni e aumentare anche la probabilità che gli elettroni ionizzino gli atomi di argon. Il magnete crea un campo che mantiene gli elettroni contenuti e intrappolati sopra il materiale bersaglio dove non possono danneggiarlo. Poiché le linee del campo magnetico sono curve, il percorso degli elettroni nella camera viene esteso attraverso il flusso di argon, migliorando i tassi di ionizzazione e diminuendo il tempo fino al completamento del film sottile. In questo modo, lo sputtering con magnetron è in grado di contrastare i problemi iniziali del tempo e indirizzare il danno materiale che si era verificato con lo sputtering a diodi tradizionale.