Cum funcționează o mașină de acoperire a magnetronului pentru a depune filme subțiri pe substraturi?

Procesul de pulverizare a magnetronului începe într -o cameră de vid, unde se aplică o tensiune înaltă între un material țintă și peretele camerei. Camera este umplută cu un gaz inert, de obicei argon, care este utilizat deoarece este inert chimic și nu reacționează cu ținta sau substratul. Tensiunea înaltă ionizează gazul, creând o plasmă. Plasma este formată din ioni încărcați pozitiv, electroni liberi și particule de gaz neutru. Plasma servește ca mediu prin care ionii sunt accelerați spre materialul țintă, inițierea procesului de sputtering.

Odată ce plasma este stabilită, ionii din plasmă sunt accelerați spre materialul țintă. Ținta este de obicei un metal, aliaj sau ceramică, aleasă pe baza proprietăților dorite ale filmului subțire care trebuie depuse. Când ionii plasmatici cu energie mare se ciocnesc cu materialul țintă, aceștia dislocă atomii de pe suprafața țintei printr-un proces numit sputtering. Acești atomi evacuați sunt materialul care va forma filmul subțire pe substrat. Procesul de sputtering este foarte controlat, asigurându -se că numai atomii din țintă sunt ejectați.

Caracteristica distinctivă a sputteringului cu magnetron este utilizarea unui câmp magnetic plasat în spatele materialului țintă. Câmpul magnetic îmbunătățește semnificativ eficiența procesului de sputtering. Capcana electroni în apropierea suprafeței țintă, crescând densitatea plasmei și promovând ionizarea ulterioară a gazului inert. Această îmbunătățire duce la o rată mai mare de bombardament ionic asupra țintei, îmbunătățind eficiența și rata de depunere a sputteringului. Plasma intensificată contribuie, de asemenea, la o mai bună calitate a filmului, deoarece are ca rezultat un proces de sputtering mai consistent și controlat, minimizând probleme precum otrăvirea țintei sau impuritățile materiale.

Atomii care sunt evacuați din materialul țintă călătoresc prin plasmă și, în cele din urmă, aterizează pe substrat, care este poziționat vizavi de țintă în camera de vid. Substratul poate fi orice material care necesită o acoperire subțire, inclusiv sticlă, metal sau plastic. Pe măsură ce atomii spulberați ajung la substrat, ei încep să se condenseze și să adere la suprafață, formând un strat de film subțire. Proprietățile filmului, cum ar fi grosimea, rezistența la adeziune și uniformitatea, depind de factori precum timpul de depunere, puterea furnizată țintei și condițiile de vid din cameră.

Pe măsură ce atomii se acumulează pe substrat, ei încep să se lege la suprafață, creând o peliculă solidă. Filmul crește atom de atom, iar caracteristicile sale pot fi influențate de parametrii de depunere, cum ar fi presiunea gazului în cameră, temperatura substratului și puterea aplicată țintei. Sputtering -ul cu magnetron este favorizat în special pentru producerea de filme cu uniformitate ridicată, netezime și rate mici de defecte. Calitatea filmului poate fi adaptată pentru aplicații specifice, cum ar fi obținerea durității ridicate, a transparenței optice sau a conductivității electrice.

Mașină de acoperire cu sputtering cu magnetron