Cos'è un sistema di sputtering?

Lo sputtering è un processo di deposizione di film sottile in cui viene espulso un materiale target solido sulla superficie di un substrato per formare un rivestimento sottile.Un sistema di sputtering è una macchina in cui si verifica un processo di sputtering.Contiene l'intero processo e consente a un utente di regolare la temperatura, la potenza, la pressione, il bersaglio e i materiali del substrato.

Lo sputtering è noto come deposizione di vapore fisico, poiché il film sottile è formato con mezzi fisici, piuttosto che attraverso reazioni chimiche.In un sistema di sputtering, una camera a vuoto contiene il materiale target, una fonte di alimentazione e un plasma a gas.Il gas, che di solito è un gas nobile come l'argon, viene portato nella camera a bassa pressione per iniziare il processo.

La fonte di alimentazione genera elettroni che bombardano il plasma del gas e questi elettroni calciano via altri elettroni presentiil gas.Ciò fa sì che il gas ionizzasse e formino ioni positivi noti come cationi.Questi cationi a loro volta bombardano il materiale bersaglio, buttando via piccoli pezzi che viaggiano attraverso la camera e si depositano sul substrato.Il processo è facilmente perpetuato nella camera del sistema di sputtering, poiché gli elettroni extra vengono liberati durante la ionizzazione del plasma del gas. I sistemi di sputtering variano in termini di struttura, fonte di energia, dimensioni e prezzo.L'orientamento del materiale target e del substrato è specifico per ciascuna macchina.Alcuni sistemi dovranno affrontare il materiale target parallelo alla superficie del substrato, mentre altri inclineranno entrambe le superficie per formare un diverso modello di deposizione.Lo sputtering confocale, ad esempio, orient più unità di materiale target in un cerchio che indica un punto focale.Il substrato in questo tipo di sistema può quindi essere ruotato per una maggiore deposizione.

Anche la fonte di alimentazione varia, poiché alcuni sistemi utilizzano la potenza di corrente continua (DC), mentre altri usano la potenza della frequenza radio (RF).Un tipo di sistema di sputtering, noto come sputtering magnetron, include anche magneti per stabilizzare gli elettroni liberi e persino la deposizione di film sottile.Questi metodi danno al sistema di sputtering diverse qualità per quanto riguarda la temperatura e la velocità di deposizione.

I sistemi di sputtering vanno di dimensioni dai sistemi desktop a macchine di grandi dimensioni che sono più grandi di un frigorifero.La camera interna varia anche di dimensioni, ma è generalmente molto più piccola della macchina stessa;La maggior parte delle camere ha diametri inferiori a 1 yard (circa 1 metro).Il costo di un sistema di sputtering varia da meno di $ 20.000 dollari USA (USD) utilizzati, per al rialzo di $ 650.000 USD per un sistema nuovo o progettato su misura.