Hva er DC Magnetron sputtering?

DC magnetron sputtering er en av flere typer sputtering, som er en metode for fysisk dampavsetning av tynne filmer av ett materiale på et annet materiale. De vanligste metodene for avsetting av stuttere som ble brukt i 2011, er ionestrålsputtering, diodspruting og DC magnetron sputtering. Sputtering har et bredt utvalg av vitenskapelige og industrielle bruksområder, og er en av de hurtigst voksende produksjonsprosessene som brukes i moderne produksjon.

Svært enkelt forekommer sputring i et vakuumkammer, der et stoff blir bombardert med ioniserte gassmolekyler som fortrenger atomer fra stoffet. Disse atomene flyr av og treffer et målmateriale, kalt et underlag, og binder seg til det på atomnivå, og skaper en veldig tynn film. Denne forstøveravsetningen gjøres på atomnivå, så filmen og underlaget har en praktisk talt uknuselig binding og prosessen produserer en film som er ensartet, ekstremt tynn og kostnadseffektiv.

Magnetroner brukes i stavingsprosessen for å hjelpe med å kontrollere banen til de fordrevne atomene som flyr tilfeldig rundt vakuumkammeret. Kammeret er fylt med en lavtrykksgass, ofte argon, og flere høyspent magnetronkatoder er plassert bak belegningsmaterialmålet. Høyspenning strømmer fra magnetronene over gassen og skaper plasma med høyt energi som treffer målet for belegningsmaterialet. Kraften som genereres av disse plasmaionene får atomer til å skyte ut fra belegningsmaterialet og binde seg til underlaget.

Atomene som kastes ut i stavingsprosessen, flyr vanligvis gjennom kammeret i tilfeldige mønstre. Magnetroner produserer magnetiske felt med høy energi som kan plasseres og manipuleres for å samle og inneholde det genererte plasmaet rundt underlaget. Dette tvinger de utkastede atomene til å reise forutsigbare stier til underlaget. Ved å kontrollere atomenes bane kan filmavsetningsgraden og tykkelsen også forutses og kontrolleres.

Ved å bruke DC magnetron sputtering lar ingeniører og forskere beregne tider og prosesser som er nødvendige for å produsere spesifikke filmkvaliteter. Dette kalles prosesskontroll, og det gjør at denne teknologien kan brukes av industrien i masseproduksjon. For eksempel brukes sputtering for å lage belegg for optiske linser som brukes i gjenstander som kikkert, teleskoper og infrarødt utstyr og nattsyn. Databransjen bruker CD-er og DVD-er som ble produsert ved bruk av splutteringsprosesser, og halvlederindustrien bruker sputtering for å belegge mange typer brikker og skiver.

Moderne høyeffektive isolerte vinduer bruker glass som ble belagt med sputtering, og mange maskinvare-, leketøys- og pyntegjenstander blir produsert ved hjelp av denne prosessen. Andre bransjer som bruker sputtering inkluderer luft-, forsvars- og bilindustrien, medisin, energi, belysning og glass, og mange andre. Til tross for den allerede brede bruken, fortsetter industrien å finne nye bruksområder for DC magnetron sputtering.