Kako magnetron za raspršivanje prekrivača radi na tankim filmovima na supstrate?

Proces prskanja magnetrona započinje u vakuumskoj komori, gdje se primjenjuje visoki napon između ciljanog materijala i zida komore. Komora je ispunjena inertnim plinom, obično argonom, koji se koristi jer je kemijski inertan i ne reagira s ciljem ili supstratom. Visoki napon ionizira plin, stvarajući plazmu. Plazma se sastoji od pozitivno nabijenih iona, slobodnih elektrona i neutralnih čestica plina. Plazma služi kao medij kroz koji se ioni ubrzavaju prema ciljnom materijalu, pokrećući proces raspršivanja.

Jednom kada se plazma uspostavi, ioni u plazmi ubrzavaju se prema ciljnom materijalu. Cilj je obično metal, legura ili keramika, izabran na temelju željenih svojstava tankog filma koji će se odlagati. Kad se visokoenergetski plazma ioni sudaraju s ciljanim materijalom, oni izbacuju atome s površine cilja kroz proces koji se naziva prskanje. Ti izbačeni atomi su materijal koji će tvoriti tanki film na supstratu. Proces raspršivanja je visoko kontroliran, osiguravajući da se izbacuju samo atomi iz cilja.

Različita značajka prskanja magnetrona je upotreba magnetskog polja postavljenog iza ciljanog materijala. Magnetsko polje značajno povećava učinkovitost procesa raspršivanja. Zarobljava elektrone blizu ciljane površine, povećavajući gustoću plazme i promičući daljnju ionizaciju inertnog plina. Ovo poboljšanje dovodi do veće stope bombardiranja iona na cilju, poboljšavajući učinkovitost i taloženje ispršivanja. Intenzivirana plazma također doprinosi boljoj kvaliteti filma, jer rezultira dosljednijim i kontroliranim postupkom raspršivanja, minimizirajući probleme poput trovanja cilja ili materijalnih nečistoća.

Atomi koji se izbacuju iz ciljnog materijala putuju kroz plazmu i na kraju slete na supstrat, koji je postavljen nasuprot cilju u vakuumskoj komori. Supstrat može biti bilo koji materijal koji zahtijeva tanki premaz, uključujući staklo, metal ili plastiku. Kako raspršeni atomi dolaze do supstrata, počinju se kondenzirati i pridržavati se na površini, formirajući tanki filmski sloj. Svojstva filma, poput debljine, čvrstoće adhezije i ujednačenosti, ovise o faktorima poput vremena taloženja, napajanju dovedenim u cilj i vakuumskim uvjetima u komori.

Kako se atomi nakupljaju na supstratu, počinju se vezati na površinu, stvarajući čvrst film. Film raste atom atomom, a na njegove karakteristike mogu utjecati parametri taloženja, poput tlaka plina u komori, temperature supstrata i snage primijenjene na cilj. Propranje magnetrona posebno je pogodno za proizvodnju filmova s ​​visokom ujednačeom, glatkoćom i niskim stopama oštećenja. Kvaliteta filma može se prilagoditi specifičnim primjenama, poput postizanja visoke tvrdoće, optičke prozirnosti ili električne vodljivosti.

Magnetron Stroj za raspršivanje