Mis on Magnetron Sputtering?

Magnetroni pihustamine on teatud tüüpi füüsiline aurustamine-sadestamine, protsess, mille käigus sihtmaterjal aurustatakse ja sadestatakse substraadile, et luua õhuke kile. Kuna see kasutab laengute stabiliseerimiseks magneteid, saab magnetroni pihustada madalamal rõhul. Lisaks võib see pihustusprotsess luua täpseid ja ühtlaselt jaotunud õhukesi kilesid ning see võimaldab sihtmaterjalis rohkem mitmekesisust. Magnetroni pihustamist kasutatakse sageli õhukeste metallkilede moodustamiseks erinevatele materjalidele, nagu kilekotid, CD-d (CD-d) ja digitaalsed videoplaadid (DVD-d), samuti kasutatakse seda tavaliselt pooljuhtide tööstuses.

Tavaliselt algab traditsiooniline pihustusprotsess sihtmaterjaliga vaakumkambris. Argoon või mõni muu inertgaas juhitakse aeglaselt sisse, võimaldades kambril säilitada madalat rõhku. Järgmisena juhitakse masina toiteallika kaudu vool, mis toob kambrisse elektronid, mis hakkavad pommitama argooni aatomeid ja lööma nende elektronide väliskesta elektrone. Selle tulemusena moodustuvad argooni aatomid positiivselt laetud katioone, mis hakkavad sihtmaterjali pommitama, vabastades selle väikesed molekulid pihustusega, mis koguneb substraadile.

Kuigi see meetod on üldiselt tõhus õhukeste kilede loomisel, ei pommi kambris olevad vabad elektronid mitte ainult argooni aatomeid, vaid ka sihtmaterjali pinda. See võib põhjustada sihtmaterjali suurel määral kahjustamist, sealhulgas ebaühtlast pinnastruktuuri ja ülekuumenemist. Lisaks võib traditsioonilise dioodiga pihustamise lõpuleviimine võtta kaua aega, avades veelgi rohkem võimalusi sihtmaterjali elektronide kahjustamiseks.

Magnetroni pihustamine pakub suuremat ionisatsioonikiirust ja väiksemat elektronkahjustust sihtmaterjalile kui traditsioonilised pihustussadestamise tehnikad. Selle protsessi käigus sisestatakse toiteallika taha magnet, et stabiliseerida vabu elektrone, kaitsta sihtmaterjali elektronide kokkupuute eest ja suurendada ka tõenäosust, et elektronid ioniseerivad argooni aatomeid. Magnet loob välja, mis hoiab elektronid vaoshoitud ja lõksus sihtmaterjali kohal, kus nad ei saa seda kahjustada. Kuna magnetvälja jooned on kõverad, pikeneb elektronide tee kambris läbi argooni voo, mis parandab ionisatsioonikiirust ja lühendab õhukese kile valmimiseni kuluvat aega. Sel viisil suudab magnetroni pihustamine neutraliseerida esialgseid ajaprobleeme ja materiaalseid kahjustusi, mis tekkisid traditsioonilise dioodiga pihustamisega.