Vad är ett sputtering-system?
Sputtering är ett förfarande för tunnfilmavsättning i vilket ett fast målmaterial kastas ut på ytan av ett substrat för att bilda en tunn beläggning. Ett förstoftningssystem är en maskin där en förstoftningsprocess uppstår. Den innehåller hela processen och gör det möjligt för en användare att justera temperatur, effekt, tryck, mål och underlagsmaterial.
Sputtering är känd som fysisk ångavsättning eftersom den tunna filmen bildas med fysiska medel snarare än genom kemiska reaktioner. I ett förstoftningssystem innehåller en vakuumkammare målmaterialet, en kraftkälla och en gasplasma. Gasen, som vanligtvis är en ädelgas, såsom argon, föras in i kammaren vid ett mycket lågt tryck för att starta processen.
Strömkällan genererar elektroner som bombarderar gasplasma, och dessa elektroner sparkar bort andra elektroner som finns i gasen. Detta får gasen att jonisera och bilda positiva joner som kallas katjoner. Dessa katjoner bombarderar i sin tur målmaterialet och slår bort små bitar av det som reser genom kammaren och sätter sig själva på underlaget. Processen förvaras lätt i förstoftningssystemets kammare, eftersom extra elektroner frigörs under joniseringen av gasplasma.
Sputteringssystem varierar med avseende på struktur, strömkälla, storlek och pris. Riktningen för målmaterialet och substratet är specifikt för varje maskin. Vissa system kommer att vända mot målmaterialet parallellt med ytan på substratet, medan andra lutar endera ytan för att bilda ett annat avsättningsmönster. Konfokalt sputtering, till exempel, orienterar flera enheter av målmaterial i en cirkel som pekar mot en kontaktpunkt. Underlaget i denna typ av system kan sedan roteras för jämnare avsättning.
Strömkällan varierar också eftersom vissa system använder likström (DC) medan andra använder radiofrekvens (RF). En typ av förstoftningssystem, känd som magnetronsprutning, inkluderar också magneter för att stabilisera de fria elektronerna och jämna ut den tunna filmavsättningen. Dessa metoder ger förstodningssystemet olika kvaliteter vad gäller temperatur och avsättningshastighet.
Sputtering-system varierar i storlek från stationära system till stora maskiner som är större än ett kylskåp. Den inre kammaren varierar också i storlek, men är i allmänhet mycket mindre än själva maskinen; de flesta kamrar har diametrar mindre än 1 gård (cirka 1 meter). Kostnaden för ett sputtringssystem sträcker sig från mindre än $ 20 000 US dollar (USD) som används till upp till $ 650 000 USD för ett nytt eller specialdesignat system.