Wat sputtert dunne film?
Sputtering van dunne films is een proces waarbij een dunne film op een oppervlak wordt aangebracht door deeltjes van een afzonderlijke doelbron te slaan. Het proces vindt in het algemeen plaats in een lagedrukkamer waarin gasvormig plasma wordt gepompt. Positief geladen ionen in dit plasma kloppen deeltjes vrij van de doelbron in een proces dat bekend staat als sputteren. Deze deeltjes reizen vervolgens naar het ontvangende oppervlak, bekend als een substraat, waar ze daarop worden afgezet in de vorm van een dunne film.
De twee belangrijkste dunne film sputtermethoden zijn gelijkstroom (DC) sputteren en radiofrequentie (RF) sputteren. Bij DC-sputteren laadt een gelijkstroom het plasma positief op, terwijl RF-sputteren radiogolven gebruikt om het op te laden. Het positief geladen plasma versnelt tot een negatief geladen doel, waarbij deeltjes van het doelmateriaal worden vrijgemaakt die zich op het substraat afzetten. DC-sputteren is beperkt tot gebruik voor geleidende materialen die een elektrische stroom kunnen vasthouden, terwijl RF-sputteren ook geschikt is voor isolatiematerialen.
Terwijl ze uit het doelmateriaal worden uitgeworpen, reizen de deeltjes in een rechte lijn totdat ze in contact komen met iets. Sommige van deze deeltjes worden afgezet op het te coaten oppervlak. In andere richtingen bewegende deeltjes kunnen in plaats daarvan worden afgezet op de kamerwanden of andere oppervlakken in de kamer.
Argongas is typisch het plasmamateriaal dat wordt gebruikt om deeltjes vrij te maken van het doelmateriaal, maar soms worden andere inerte gassen zoals neon of krypton gebruikt. Versneld plasma kan deeltjes vrijmaken van dit doelmateriaal in de vorm van individuele atomen, groepen van atomen of als moleculen. Talrijke soorten sputtermaterialen zijn beschikbaar voor gebruik in een verscheidenheid aan toepassingen. Het sputteren van dunne films kan worden gebruikt om metalen of niet-metalen films af te zetten op substraten van metaal, glas of andere materialen.
Gebruikelijke toepassingen waarbij gebruik wordt gemaakt van sputtering van dunne films zijn het coaten van optische instrumenten zoals telescoopspiegels en het coaten van consumentenproducten zoals compact discs en digitale videoschijven. Elektronische halfgeleiderapparaten en fotovoltaïsche panelen worden ook met deze technologie vervaardigd. Het gebruik van dunne film sputteren is zelfs uitgebreid tot de vervaardiging van geneesmiddelen die aan de patiënt worden toegediend in de vorm van een dunne film.
Het gebruik van deze methode heeft een aantal voordelen. Het sputteren van dunne films is relatief snel in vergelijking met andere soortgelijke processen. Het zorgt ook voor een goede controle van de dikte van de neergeslagen film. Bovendien hoeven doelmaterialen niet te worden verwarmd zoals bij verdampingsprocessen, zodat ze indien nodig op een lage temperatuur kunnen worden gehouden.