Vad är Magnetron Sputtering?

Magnetronförstoftning är en typ av fysisk ångavsättning, en process där ett målmaterial förångas och avsätts på ett substrat för att skapa en tunn film. Eftersom den använder magneter för att stabilisera laddningarna, kan magnetronförstoftning utföras vid lägre tryck. Dessutom kan denna sputterprocess skapa exakta och jämnt fördelade tunna filmer, och det möjliggör mer variation i målmaterialet. Magnetronförstoftning används ofta för att bilda tunna filmer av metall på olika material, såsom plastpåsar, cd-skivor (CD-skivor) och digitala videoskivor (DVD-skivor), och det används också ofta inom halvledarindustrin.

I allmänhet börjar en traditionell förstoftningsprocess i en vakuumkammare med målmaterialet. Argon, eller annan inert gas, förs långsamt in, vilket gör att kammaren kan behålla sitt låga tryck. Därefter införs en ström genom maskinens kraftkälla, vilket för in elektroner i kammaren som börjar bombardera argonatomerna och slå av elektronerna i deras yttre elektronskal. Som ett resultat bildar argonatomerna positivt laddade katjoner som börjar bombardera målmaterialet och släpper ut små molekyler av det i en spray som samlas på substratet.

Även om denna metod i allmänhet är effektiv för att skapa tunna filmer, bombarderar de fria elektronerna i kammaren inte bara argonatomerna, utan också ytan på målmaterialet. Detta kan leda till en stor grad av skada på målmaterialet, inklusive ojämn ytstruktur och överhettning. Dessutom kan traditionell diodförstoftning ta lång tid att slutföra, vilket öppnar upp för ännu fler möjligheter för elektronskada på målmaterialet.

Magnetronförstoftning erbjuder högre joniseringshastigheter och mindre elektronskada på målmaterialet än traditionella sputterdeponeringstekniker. I denna process introduceras en magnet bakom kraftkällan för att stabilisera de fria elektronerna, skydda målmaterialet från elektronkontakt och även öka sannolikheten för att elektronerna joniserar argonatomerna. Magneten skapar ett fält som håller elektronerna fasthållna och fångade ovanför målmaterialet där de inte kan skada det. Eftersom de magnetiska fältlinjerna är krökta, förlängs elektronernas väg i kammaren genom argonströmmen, vilket förbättrar joniseringshastigheten och minskar tiden tills den tunna filmen är färdig. På detta sätt kan magnetronförstoftning motverka de initiala problemen med tid och målmateriella skador som hade uppstått med traditionell diodförstoftning.