Sputterointiprosessilla

Sputterointiprosessilla tarkoitetaan fysikaalisen haihdutuksen muotoa, jossa kohdemateriaalin atomeita irrotetaan plasman ionien törmäyksessä ja siirtyvät substraattiin muodostaen ohutkalvon. Prosessi tapahtuu tyhjiötilassa, jossa inertti gaasi, yleisimmin argon, ionisoidaan plasmaksi. Kohdemateriaalin atomit irtoavat ja kulkeutuvat substraattiin, missä ne kondensoituvat muodostamaan kalvon.

Sputterointia voidaan toteuttaa eri tavoilla. DC-sputteringia käytetään johtavien kohteiden kanssa, kun taas RF-sputteringia käytetään epäjohtavien kohteiden kanssa. Reaktiivinen sputtering tarkoittaa, että plasman ohella käytetään reaktiivista kaasua, kuten happea tai typpeä, jolloin kalvoon voidaan muodostaa oksideja, nitridejä tai karbideja. Magnetron-sputteringissa magneettikentät parantavat plaman tiheyttä ja siten kustakin kustannus-tehoa sekä kalvon laatua.

Prosessin parametrit, kuten paine, virta/power, gaasuseokset, substraatin lämpötila ja liike, vaikuttavat kalvon tiheyteen, koostumukseen ja adhesioon. Sputteroidut kalvot ovat usein tiheitä ja hyvän adhesio-kyvyn omaavia sekä tasaisia, ja ne voivat peittää kolmiulotteiset pinnat tehokkaasti.

Sputterointia käytetään laajalti mikropiirien, optisten pinnoitteiden, kovapinnoitteiden ja magneettikalvojen valmistuksessa. Materiaalit voivat olla metalleja, oksideja, nitridejä tai karbideja. Menetelmän rajoitteina ovat korkeat investoinnit laitteistoon, kohdemateriaalin reaktiot sekä prosessin monimutkaisuus ja kustannukset.