Sputterointi

Sputterointi, eli sputtering, on fysikaalinen höyrystyminen (PVD) -menetelmä ohuiden kerrosten valmistukseen. Prosessissa kohteena käytetty materiaali irtoaa kohdepinnasta törmäävien ionien, yleensä argon- tai muun inertin kaasun ionien, vaikutuksesta. Irronneet atomet siirtyvät ohuehkon substraatin päälle muodostaen tasaisen ja tiheän kerroksen.

Käytännössä sputterointi tapahtuu tyhjiötilassa, jossa kohde ja substraatti ovat asennettuna sisäiseen kuiluun. Ionit generoidaan plasman avulla, usein magnetronin avulla, joka parantaa prosessin tehokkuutta magneettikenttien avulla. Yleisimpiä konfiguraatioita ovatDC-magnetron sputtering ja RF-sputtering ( RF käytetään eristimillä kohteilla). Kohteena voi olla metalli, oksidi tai muu materiaali, ja substraatti voidaan sijaita useamman sentin päässä kohteesta.

Reaktiivinen sputterointi on yleinen variant, jossa prosessissa käytetään reaktiivista kaasua, kuten happea tai typpeä, muodostamaan kerroksessa haluttua yhdistettä (esimerkiksi oksideja tai nitridejä). Reactive sputtering voi vaikuttaa kohteen ja kerroksen suhteelliseen koostumukseen; ilmiö nimetty kohde saasteisuus (poisoning) voi muuttaa prosessin hallittavuutta.

Sputterointi on suosittu ohuiden kerrosten valmistuksessa optiikassa, elektroniikassa, puolijohdemateriaaleissa ja kulutusta kestävissä pinnoitteissa. Edut ovat hyvä adheesio, tiheä ja joustava kerros sekä kyky pinnoittaa kolmiulotteisia kappaleita. Rajoitteita ovat laitteiston kustannukset, prosessin herkkyys koostumuksen hallinnalle sekä mahdollinen jännitys ja residuaalinen epäpuhtaus kerroksessa.

---