W jaki sposób maszyna do powlekania rozpylania magnetronowego działa w celu osadzania cienkich warstw na podłożach?

Proces rozpylania magnetronu rozpoczyna się w komorze próżniowej, w której przykładane jest wysokie napięcie między materiałem docelowym a ścianą komory. Komora jest wypełniona gazem obojętnym, zwykle argonem, który jest używany, ponieważ jest chemicznie obojętny i nie reaguje z celem ani podłożem. Wysokie napięcie jonizuje gaz, tworząc plazmę. Pazma składa się z dodatnich naładowanych jonów, wolnych elektronów i neutralnych cząstek gazu. Plazma służy jako medium, przez które jony są przyspieszane w kierunku materiału docelowego, inicjując proces rozpylania.

Po ustaleniu osocza jony w osoczu są przyspieszane w kierunku materiału docelowego. Celem jest zwykle metal, stop lub ceramika, wybrany na podstawie pożądanych właściwości cienkiej warstwy, które mają zostać zdeponowane. Kiedy jony o wysokoenergetycznym plazmie zderzają się z materiałem docelowym, usuwają atomy z powierzchni celu poprzez proces zwany rozpyleniem. Te wyrzucone atomy są materiałem, który tworzy cienką warstwę na podłożu. Proces rozpylania jest wysoce kontrolowany, zapewniając wyrzucenie tylko atomów z celu.

Odróżniającą cechą rozpylania magnetronowego jest zastosowanie pola magnetycznego umieszczonego za materiałem docelowym. Pole magnetyczne znacznie zwiększa wydajność procesu rozpylania. Uruchamia elektrony w pobliżu powierzchni docelowej, zwiększając gęstość plazmy i promując dalszą jonizację gazu obojętnego. To wzmocnienie prowadzi do wyższego wskaźnika bombardowania jonów w celu, poprawiając wydajność rozpylania i szybkość osadzania. Zintensyfikowana plazma przyczynia się również do lepszej jakości filmu, ponieważ powoduje bardziej spójny i kontrolowany proces rozpylania, minimalizując problemy, takie jak zatrucie docelowe lub zanieczyszczenia materialne.

Atomy wyrzucane z docelowego materiału przemieszczają się przez plazmę i ostatecznie lądują na podłożu, który jest ustawiony naprzeciwko celu w komorze próżniowej. Podłoże może być dowolnym materiałem wymagającym cienkiej powłoki, w tym szkła, metalu lub plastiku. Gdy atomy rozpylone docierają do podłoża, zaczynają się kondensować i przylegać na powierzchnię, tworząc cienką warstwę warstwy. Właściwości filmu, takie jak grubość, wytrzymałość przyczepności i jednolitość, zależą od czynników takich jak czas osadzania, zasilacz dostarczany do celu i warunki próżniowe w komorze.

Gdy atomy gromadzą się na podłożu, zaczynają wiązać się z powierzchnią, tworząc solidny film. Film rośnie atom przez atom, a jego cechy mogą mieć wpływ parametry osadzania, takie jak ciśnienie gazu w komorze, temperatura podłoża i moc zastosowana do celu. Sputowanie magnetronowe jest szczególnie uprzywilejowane do produkcji folii o wysokiej jednolitości, gładkości i niskich wskaźnikach defektów. Jakość filmu można dostosować do określonych zastosowań, takich jak osiągnięcie wysokiej twardości, przezroczystości optycznej lub przewodności elektrycznej.

Magnetronowa maszyna do powlekania rozpylania