Kas ir Magnetron Sputtering?

Magnetronu izsmidzināšana ir fiziskas tvaiku pārklāšanas veids, process, kurā mērķa materiāls tiek iztvaicēts un uzklāts uz substrāta, lai izveidotu plānu plēvi. Tā kā tas izmanto magnētus, lai stabilizētu lādiņus, magnetronu izsmidzināšanu var veikt ar zemāku spiedienu. Turklāt šis izsmidzināšanas process var izveidot precīzas un vienmērīgi sadalītas plānas plēves, un tas ļauj iegūt lielāku dažādību mērķa materiālā. Magnetronu izsmidzināšanu bieži izmanto, lai veidotu plānas metāla plēves uz dažādiem materiāliem, piemēram, plastmasas maisiņiem, kompaktdiskiem (CD) un digitālajiem video diskiem (DVD), un to plaši izmanto arī pusvadītāju rūpniecībā.

Parasti tradicionālais izsmidzināšanas process sākas vakuuma kamerā ar mērķa materiālu. Argonu vai citu inertu gāzi lēnām ievada, ļaujot kamerā uzturēt zemu spiedienu. Pēc tam caur iekārtas strāvas avotu tiek ievadīta strāva, ienesot kamerā elektronus, kas sāk bombardēt argona atomus un izsist elektronus to ārējos elektronu apvalkos. Rezultātā argona atomi veido pozitīvi lādētus katjonus, kas sāk bombardēt mērķa materiālu, izdalot nelielas tā molekulas aerosolā, kas sakrājas uz substrāta.

Lai gan šī metode parasti ir efektīva plānu kārtiņu izveidošanai, brīvie elektroni kamerā ne tikai bombardē argona atomus, bet arī mērķa materiāla virsmu. Tas var izraisīt lielu mērķa materiāla bojājumu, tostarp nevienmērīgu virsmas struktūru un pārkaršanu. Turklāt tradicionālās diodes izsmidzināšanas pabeigšana var aizņemt ilgu laiku, paverot vēl lielākas iespējas elektronu bojājumiem mērķa materiālam.

Magnetronu izsmidzināšana nodrošina lielāku jonizācijas ātrumu un mazāku elektronu bojājumu mērķa materiālam nekā tradicionālās izsmidzināšanas metodes. Šajā procesā aiz strāvas avota tiek ievadīts magnēts, lai stabilizētu brīvos elektronus, aizsargātu mērķa materiālu no elektronu kontakta un arī palielinātu iespējamību, ka elektroni jonizēs argona atomus. Magnēts rada lauku, kas notur elektronus ierobežotus un iesprostotus virs mērķa materiāla, kur tie nevar tam kaitēt. Tā kā magnētiskā lauka līnijas ir izliektas, elektronu ceļš kamerā tiek pagarināts caur argona plūsmu, uzlabojot jonizācijas ātrumu un samazinot laiku, līdz tiek pabeigta plānā kārtiņa. Tādā veidā magnetronu izsmidzināšana spēj novērst sākotnējās laika un mērķa materiāla bojājumu problēmas, kas radušās ar tradicionālo diožu izsmidzināšanu.