Ako pracuje na naprašovací stroj magnetron na ukladanie tenkých filmov na substráty?

Proces rozprašovania magnetrónu sa začína vo vákuovej komore, kde sa medzi cieľovým materiálom a stenou komory aplikuje vysoké napätie. Komora je naplnená inertným plynom, zvyčajne argónom, ktorý sa používa, pretože je chemicky inertný a nereaguje s cieľom alebo substrátom. Vysoké napätie ionizuje plyn a vytvára plazmu. Plazma pozostáva z pozitívne nabitých iónov, voľných elektrónov a častíc neutrálneho plynu. Plazma slúži ako médium, prostredníctvom ktorého sa ióny zrýchľujú smerom k cieľovému materiálu, čím sa iniciuje proces rozprašovania.

Po vytvorení plazmy sa ióny v plazme urýchlia smerom k cieľovému materiálu. Cieľom je zvyčajne kov, zliatina alebo keramika, ktorý je vybraný na základe požadovaných vlastností tenkého filmu, ktorý sa má uložiť. Keď sa vysokoenergetické plazmatické ióny zrazia s cieľovým materiálom, uvoľňujú atómy z povrchu cieľa procesom nazývaným rozprašovanie. Tieto vyhadzované atómy sú materiál, ktorý vytvorí tenký film na substráte. Proces rozprašovania je vysoko kontrolovaný, čím sa zabezpečuje, že sa vysunú iba atómy z cieľa.

Rozlišovacím znakom magnetrónového rozprašovania je použitie magnetického poľa umiestneného za cieľovým materiálom. Magnetické pole významne zvyšuje účinnosť procesu rozprašovania. Zachytáva elektróny v blízkosti cieľového povrchu, zvyšuje hustotu plazmy a podporuje ďalšiu ionizáciu inertného plynu. Toto vylepšenie vedie k vyššej miere bombardovania iónov v cieli, čím sa zlepšuje efektívnosť a miera depozície rozprašovania. Zintenzívnená plazma tiež prispieva k lepšej kvalite filmu, pretože vedie k konzistentnejšiemu a kontrolovanejšiemu procesu rozprašovania, čo minimalizuje problémy, ako je cieľová otravy alebo nečistoty materiálov.

Atómy, ktoré sú vyhodené z cieľového materiálu, prechádzajú plazmou a nakoniec pristávajú na substráte, ktorý je umiestnený oproti cieľu vo vákuovej komore. Substrát môže byť akýkoľvek materiál, ktorý vyžaduje tenký povlak vrátane skla, kovu alebo plastu. Keď sa rozprašované atómy dosiahli substrát, začnú kondenzovať a priľnúť k povrchu, čím tvoria vrstvu tenkého filmu. Vlastnosti filmu, ako je hrúbka, pevnosť adhézie a uniformita, závisia od faktorov, ako je čas depozície, sila dodávaná do cieľa a vákuové podmienky v komore.

Keď sa atómy hromadia na substráte, začnú sa viazať na povrch a vytvárajú solídny film. Film rastie atómom atómom a jeho charakteristiky môžu byť ovplyvnené depozičnými parametrami, ako je tlak plynu v komore, teplota substrátu a sila aplikovaná na cieľ. Magnetrónové rozprašovanie je obzvlášť uprednostňované na výrobu filmov s vysokou rovnomernosťou, plynulosťou a nízkou mierou defektov. Kvalita filmu môže byť prispôsobená konkrétnym aplikáciám, ako je dosiahnutie vysokej tvrdosti, optickej transparentnosti alebo elektrickej vodivosti.

MASTNATRON RAPINGOVÝ POLOŽKA