Co to jest rozpylanie magnetronowe?
Rozpylanie magnetronowe jest rodzajem fizycznego osadzania z fazy gazowej, procesu, w którym materiał docelowy jest odparowywany i osadzany na podłożu w celu utworzenia cienkiej warstwy. Ponieważ wykorzystuje on magnesy do stabilizacji ładunków, rozpylanie magnetronowe można prowadzić przy niższych ciśnieniach. Ponadto ten proces rozpylania może tworzyć dokładne i równomiernie rozmieszczone cienkie filmy, a także pozwala na większą różnorodność materiału docelowego. Rozpylanie magnetronowe jest często stosowane do tworzenia cienkich warstw metalu na różnych materiałach, takich jak torby plastikowe, dyski kompaktowe (CD) i cyfrowe dyski wideo (DVD), i jest również powszechnie stosowane w przemyśle półprzewodników.
Zasadniczo tradycyjny proces rozpylania rozpoczyna się w komorze próżniowej z materiałem docelowym. Powoli wprowadza się argon lub inny gaz obojętny, umożliwiając komorze utrzymanie niskiego ciśnienia. Następnie prąd jest wprowadzany przez źródło zasilania maszyny, wprowadzając elektrony do komory, która zaczyna bombardować atomy argonu i powala elektrony w ich zewnętrznych powłokach elektronowych. W rezultacie atomy argonu tworzą dodatnio naładowane kationy, które zaczynają bombardować docelowy materiał, uwalniając jego małe cząsteczki w sprayu, który zbiera się na podłożu.
Chociaż metoda ta jest ogólnie skuteczna do tworzenia cienkich warstw, wolne elektrony w komorze bombardują nie tylko atomy argonu, ale także powierzchnię materiału docelowego. Może to prowadzić do znacznego uszkodzenia materiału docelowego, w tym nierównej struktury powierzchni i przegrzania. Dodatkowo, tradycyjne rozpylanie diod może zająć dużo czasu, otwierając jeszcze więcej możliwości uszkodzenia elektronów w docelowym materiale.
Rozpylanie magnetronowe oferuje wyższe współczynniki jonizacji i mniejsze uszkodzenie elektronów na materiale docelowym niż tradycyjne techniki osadzania napylającego. W tym procesie za źródłem zasilania wprowadza się magnes w celu ustabilizowania wolnych elektronów, ochrony materiału docelowego przed kontaktem elektronowym, a także zwiększenia prawdopodobieństwa jonizacji elektronów przez atomy argonu. Magnes tworzy pole, które utrzymuje elektrony ograniczone i uwięzione nad materiałem docelowym, gdzie nie mogą go uszkodzić. Ponieważ linie pola magnetycznego są zakrzywione, ścieżka elektronów w komorze jest przedłużona przez strumień argonu, co poprawia szybkość jonizacji i skraca czas do ukończenia cienkiej warstwy. W ten sposób rozpylanie magnetronowe jest w stanie przeciwdziałać początkowym problemom związanym z uszkodzeniem czasu i materiału, które wystąpiły podczas tradycyjnego rozpylania diodowego.