Vad är DC Magnetron Sputtering?

DC magnetron sputtering är en av flera typer av sputtering, som är en metod för fysisk ångavsättning av tunna filmer av ett material på ett annat material. De vanligaste metoderna för avsättning av förstoftning som användes under 2011 är jodstrålsprutning, diodsputtering och DC magnetron sputtering. Sputtering har en mängd olika vetenskapliga och industriella användningar och är en av de snabbast växande produktionsprocesserna som används i modern tillverkning.

Mycket enkelt sker sputtering i en vakuumkammare, där ett ämne bombarderas med joniserade gasmolekyler som förskjuter atomer från ämnet. Dessa atomer flyger av och träffar ett målmaterial, kallat ett substrat, och binds till det på atomnivå, vilket skapar en mycket tunn film. Denna förstoftningsavsättning görs på atomnivå, så att filmen och underlaget har en praktiskt taget obrottbar bindning och processen producerar en film som är enhetlig, extremt tunn och kostnadseffektiv.

Magnetroner används i förstoftningsprocessen för att kontrollera banan för de fördrivna atomerna som flyger slumpmässigt runt vakuumkammaren. Kammaren är fylld med en lågtrycksgas, ofta argon, och flera högspännings-magnetronkatoder placeras bakom beläggningsmaterialets mål. Högspänning flödar från magnetronerna över gasen och skapar plasma med hög energi som träffar beläggningsmaterialets mål. Kraften som alstras av dessa plasmjonjoner slår orsakar atomer att matas ut från beläggningsmaterialet och binda med substratet.

Atomerna som kastas ut i förstoftningsprocessen flyger vanligtvis genom kammaren i slumpmässiga mönster. Magnetroner producerar magnetiska fält med hög energi som kan placeras och manipuleras för att samla och innehålla den genererade plasma runt underlaget. Detta tvingar de utkastade atomerna att resa förutsägbara banor till underlaget. Genom att kontrollera atomerna kan banavsättningshastigheten och tjockleken också förutsägas och kontrolleras.

Genom att använda DC magnetron-förstoftning kan ingenjörer och forskare beräkna tider och processer som krävs för att producera specifika filmkvaliteter. Detta kallas processkontroll, och det tillåter denna teknik att användas av industrin vid masstillverkning. Till exempel används sputtering för att skapa beläggningar för optiska linser som används i objekt som kikare, teleskop och infraröd utrustning och nattsyn. Datorindustrin använder cd-skivor och dvd-skivor som tillverkades med hjälp av stoftningsprocesser, och halvledarindustrin använder sputtering för att belägga många typer av chips och skivor.

Moderna högeffektiva isolerade fönster använder glas som belagts med förstoftning, och många hårdvara, leksaker och dekorativa föremål tillverkas med denna process. Andra industrier som använder sputtering inkluderar flyg-, försvars- och fordonsindustrin, medicin, energi, belysning och glasindustri och många andra. Trots sin redan breda användning fortsätter industrin att hitta nya användningsområden för DC-magnetronsprutning.