Wat is sputteren?

Sputteren is een methode voor het afzetten van zeer dunne lagen van een materiaal op een oppervlak door een bronmateriaal in een afgesloten kamer met elektronen of andere energetische deeltjes te bombarderen om atomen van de bron uit te werpen als een vorm van aerosol die zich vervolgens op alle oppervlakken in de kamer vestigt. Het proces kan extreem fijne lagen films op de atomaire schaal deponeren, maar wordt ook langzaam en kan het beste worden gebruikt voor kleine oppervlakken. Toepassingen omvatten de coating van biologische monsters voor beeldvorming bij het scannen van elektronenmicroscopen (SEMS), dunne filmafzetting in de halfgeleiderindustrie en afzettingscoatings voor geminiaturiseerde elektronica. De nanotechnologie-industrie in het onderzoek van geneeskunde, informatica en materiaalwetenschappen is vaak gebaseerd op sputterende afzetting om nieuwe composieten en apparaten te ontwerpen bij de nanometer, of een miljardste van een meter, schaal.

Verschillende soorten sputtermethoden zijn in gemeenschappelijk gebruik, inclusief gasstroom, reactief en magnetrone sputtering. Ionstraal aND ion-geassisteerde sputteren worden ook veel gebruikt vanwege de verscheidenheid aan chemicaliën die in een ionische toestand kunnen bestaan. Magnetron -sputteren wordt verder opgesplitst in Direct Stroom (DC), Alternation Current (AC) en Radi Frequency (RF) -toepassingen.

Magnetron sputteren werkt door een magnetisch veld rond het bronmateriaal te plaatsen dat zal worden gebruikt voor afzetting van lagen op het doelwit. De kamer wordt vervolgens gevuld met een inert gas, zoals Argon. Aangezien het bronmateriaal elektrisch is opgeladen met AC- of DC -stroom, worden uitgeworpen elektronen gevangen in het magnetische veld en interageren uiteindelijk met het argongas in de kamer om energetische ionen te creëren die zijn samengesteld uit zowel argon als het bronmateriaal. Deze ionen ontsnappen vervolgens aan het magnetische veld en beïnvloeden het doelmateriaal, die langzaam een ​​fijne laag bronmateriaal op het oppervlak afzetten. RF -sputteren wordt in dit geval gebruikt om SEVE te stortenRAL -variëteiten van oxidefilms op isolerende doelen door de elektrische bias tussen het doel en de bron snel te variëren.

sputteren van ionenstraal werkt zonder dat de bron een magnetisch veld nodig heeft. Ionen die worden uitgeworpen uit het bronmateriaal interageren met elektronen uit een secundaire bron, zodat ze het doelwit met neutrale atomen hebben gebombardeerd. Dit maakt een ionensputtersysteem in staat om zowel het uitvoeren van en isolatie van doelmateriaal als de dunne filmkoppen voor computerharde schijven te bewerken en te isoleren, zoals de dunne filmkoppen.

Reactieve sputtermachines vertrouwen op chemische reacties tussen het doelmateriaal en gassen die in een kamervacuüm worden gepompt. Directe controle van depositielagen wordt gedaan door de druk en hoeveelheden gassen in de kamer te wijzigen. Films die worden gebruikt in optische componenten en zonnecellen worden vaak gemaakt in reactieve sputtering, omdat stoichiometrie of chemische reactiesnelheden nauwkeurig kunnen worden gecontroleerd.