Τι είναι η διασκορπισμός DC Magnetron Sputtering;

Η διασκορπισμός με μαγνητρόν συνεχούς ρεύματος είναι ένας από τους διάφορους τύπους ψεκασμού, που είναι μια μέθοδος φυσικής εναπόθεσης ατμών λεπτών μεμβρανών ενός υλικού σε άλλο υλικό. Οι πιο συνηθισμένες μέθοδοι εναπόθεσης διασκορπισμού που χρησιμοποιούνται το 2011 είναι η διασκορπισμός δέσμης ιόντων, η διασκορπισμός με διόδια και η διασκορπισμός με μαγνητρόνιο συνεχούς ρεύματος. Το Sputtering έχει μεγάλη ποικιλία επιστημονικών και βιομηχανικών χρήσεων και είναι μία από τις ταχύτερα αναπτυσσόμενες διαδικασίες παραγωγής που χρησιμοποιούνται στη σύγχρονη κατασκευή.

Πολύ απλά, η εκτόξευση συμβαίνει σε έναν θάλαμο κενού, όπου μια ουσία βομβαρδίζεται με μόρια ιονισμένου αερίου που εκτοπίζουν άτομα από την ουσία. Αυτά τα άτομα πετούν και χτυπούν ένα υλικό στόχο, που ονομάζεται υπόστρωμα, και συνδέονται με αυτό σε ατομικό επίπεδο, δημιουργώντας ένα πολύ λεπτό φιλμ. Αυτή η εναπόθεση διασκορπισμού γίνεται σε ατομικό επίπεδο, έτσι η μεμβράνη και το υπόστρωμα έχουν ουσιαστικά άθραυστο δεσμό και η διαδικασία παράγει ένα φιλμ που είναι ομοιόμορφο, εξαιρετικά λεπτό και οικονομικό.

Τα μαγνητόνια χρησιμοποιούνται στη διαδικασία εκτόξευσης για να βοηθήσουν στον έλεγχο της διαδρομής των μετατοπισμένων ατόμων που πετούν τυχαία γύρω από τον θάλαμο κενού. Ο θάλαμος είναι γεμάτος με αέριο χαμηλής πίεσης, συχνά αργό, και αρκετές καθόδους μαγνητρόν υψηλής τάσης τοποθετούνται πίσω από τον στόχο του υλικού επικάλυψης. Η υψηλή τάση ρέει από τα μαγνητρόνια κατά μήκος του αερίου και δημιουργεί πλάσμα υψηλής ενέργειας που χτυπά τον στόχο του υλικού επικάλυψης. Η δύναμη που δημιουργείται από αυτά τα χτυπήματα ιόντων πλάσματος προκαλεί την εκτίναξη των ατόμων από το υλικό επικάλυψης και τη σύνδεση με το υπόστρωμα.

Τα άτομα που εκτοξεύονται κατά τη διαδικασία εκτόξευσης συνήθως πετούν μέσα από το θάλαμο σε τυχαία μοτίβα. Τα μαγνητόνια παράγουν μαγνητικά πεδία υψηλής ενέργειας που μπορούν να τοποθετηθούν και να χειριστούν για να συλλέξουν και να συγκρατήσουν το παραγόμενο πλάσμα γύρω από το υπόστρωμα. Αυτό αναγκάζει τα εκτοξευόμενα άτομα να ταξιδεύουν προβλέψιμα μονοπάτια προς το υπόστρωμα. Με τον έλεγχο της διαδρομής των ατόμων, ο ρυθμός και το πάχος εναπόθεσης του φιλμ μπορούν επίσης να προβλεφθούν και να ελεγχθούν.

Η χρήση DC magnetron sputtering επιτρέπει στους μηχανικούς και τους επιστήμονες να υπολογίζουν χρόνους και διαδικασίες που απαιτούνται για την παραγωγή συγκεκριμένων ποιοτήτων φιλμ. Αυτό ονομάζεται έλεγχος διαδικασίας και επιτρέπει τη χρήση αυτής της τεχνολογίας από τη βιομηχανία σε εργασίες μαζικής παραγωγής. Για παράδειγμα, η sputtering χρησιμοποιείται για τη δημιουργία επικαλύψεων για οπτικούς φακούς που χρησιμοποιούνται σε αντικείμενα όπως κιάλια, τηλεσκόπια και εξοπλισμό υπερύθρων και νυχτερινής όρασης. Η βιομηχανία ηλεκτρονικών υπολογιστών χρησιμοποιεί CD και DVD που κατασκευάστηκαν με τη χρήση διεργασιών spluttering, και η βιομηχανία ημιαγωγών χρησιμοποιεί sputtering για να επικαλύψει πολλούς τύπους τσιπ και γκοφρέτες.

Τα σύγχρονα μονωμένα παράθυρα υψηλής απόδοσης χρησιμοποιούν γυαλί που επιστρώθηκε με ψεκασμό και πολλά είδη υλικού, παιχνίδια και διακοσμητικά κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας αυτή τη διαδικασία. Άλλες βιομηχανίες που χρησιμοποιούν sputtering περιλαμβάνουν την αεροδιαστημική, την αμυντική βιομηχανία και την αυτοκινητοβιομηχανία, τις βιομηχανίες ιατρικής, ενέργειας, φωτισμού και γυαλιού και πολλές άλλες. Παρά την ήδη ευρεία χρήση του, η βιομηχανία συνεχίζει να βρίσκει νέες χρήσεις για τη διασκορπισμό μαγνητρονίων συνεχούς ρεύματος.