Mis on DC Magnetron Sputtering?

Alalisvoolu magnetroni pihustamine on üks mitmest pihustustüübist, mis on ühe materjali õhukeste kilede füüsikalise aurustamise meetod teisele materjalile. Levinuimad 2011. aastal kasutusel olevad pihustussadestamise meetodid on ioonkiirega pihustamine, dioodpihustamine ja alalisvoolu magnetronpihustamine. Pritsimisel on lai valik teaduslikke ja tööstuslikke kasutusviise ning see on üks kiiremini kasvavaid tootmisprotsesse, mida kasutatakse kaasaegses tootmises.

Väga lihtsalt, pihustamine toimub vaakumkambris, kus ainet pommitatakse ioniseeritud gaasimolekulidega, mis tõrjuvad ainest välja aatomeid. Need aatomid lendavad välja ja tabavad sihtmaterjali, mida nimetatakse substraadiks, ja seostuvad sellega aatomitasandil, luues väga õhukese kile. See pihustussadestamine toimub aatomitasandil, nii et kilel ja aluspinnal on praktiliselt purunematu side ning protsessi tulemusel saadakse ühtlane, äärmiselt õhuke ja kulutõhus kile.

Magnetroneid kasutatakse pihustusprotsessis, et aidata kontrollida nihkunud aatomite liikumisteed, mis lendavad juhuslikult ümber vaakumkambri. Kamber on täidetud madalsurvegaasiga, sageli argooniga, ja kattematerjali sihtmärgi taha asetatakse mitu kõrgepinge magnetronkatoodi. Kõrgepinge voolab magnetronidest üle gaasi ja loob suure energiaga plasma, mis tabab kattematerjali sihtmärki. Nende plasma ioonide löökide tekitatud jõud põhjustab aatomite kattematerjalist väljumise ja sideme aluspinnaga.

Pommitamisprotsessis välja paisatavad aatomid lendavad tavaliselt juhuslikult läbi kambri. Magnetronid tekitavad suure energiaga magnetvälju, mida saab paigutada ja manipuleerida, et koguda ja hoida tekkinud plasma ümber substraadi. See sunnib väljutatud aatomeid liikuma etteaimatavatel radadel substraadini. Aatomite liikumisteed reguleerides saab ennustada ja kontrollida ka kile sadestumise kiirust ja paksust.

Alalisvoolu magnetroni pihustamise kasutamine võimaldab inseneridel ja teadlastel arvutada teatud filmikvaliteedi tootmiseks vajalikke aegu ja protsesse. Seda nimetatakse protsessi juhtimiseks ja see võimaldab seda tehnoloogiat kasutada tööstuses masstootmise operatsioonides. Näiteks kasutatakse pihustamist optiliste läätsede katete loomiseks, mida kasutatakse sellistes esemetes nagu binoklid, teleskoobid ning infrapuna- ja öövaatlusseadmed. Arvutitööstus kasutab CD-sid ja DVD-sid, mis on toodetud pritsimisprotsesside abil, ja pooljuhtide tööstus kasutab pritsimist mitut tüüpi kiipide ja vahvlite katmiseks.

Kaasaegsetes suure tõhususega isolatsiooniakendes kasutatakse pritsimisega kaetud klaasi ning selle protsessi abil valmistatakse palju riistvara, mänguasju ja dekoratiivesemeid. Teiste pihustustööstuste hulka kuuluvad lennundus-, kaitse- ja autotööstus, meditsiini-, energia-, valgustus- ja klaasitööstus ning paljud teised. Hoolimata selle juba laialdasest kasutusest leiab tööstus alalisvoolu magnetroni pihustamisele jätkuvalt uusi kasutusviise.