sputterioinnille

Sputterointi on fysikaalinen höyrystysmenetelmä (PVD), jossa kohteena käytettävä aine irtoaa ionien törmätessä siihen ja kulkeutuu substraattiin muodostaen ohutkalvon. Prosessi tapahtuu tyhjiötilassa: argon- tai muun inertin kaasun plasma muodostaa ioneja, joita vedetään kohdetta kohti sähkö- tai magneettikenttien avulla. Irronneet atomit saapuvat substraattiin ja kiteytyvät muodostaen tiheän, adjaitoisen kalvon.

Sputteroinnissa käytetään eripituisia tekniikoita. magnetron-sputteringin avulla magneettikentät pitävät elektronit paikallaan ja parantavat törmäysten määrää sekä deposiitioprosessin tehokkuutta. DC-sputtering soveltuu johtaville kohteille, kun taas RF-sputtering on tarpeen eriste- tai puolijohdekohteille. Reaktiivinen sputtering käyttää reaktiivisia kaasuja, kuten O2 tai N2, jolloin muodostuu oksideja, nitridejä tai muita yhdistekalvoja. Joissakin järjestelmissä voidaan tehdä kierrettyä tai co-sputteringia, jolloin kalvon koostumusta hallitaan tarkasti.

Materiaalien ja kalvon ominaisuudet riippuvat prosessin parametreista: paine, todellinen virrankuorma, substraatin lämpötila, käytetty kaasu, sekä kohteen ja substraatin välinen etäisyys. Sputterointi tuottaa usein tiheitä, hyvin tarttuvia kalvoja, jotka kestävät kulutusta ja kemiallisia muutoksia, mutta prosessi vaatii korkean tyhjiön ja laitteiston kustannuksia.

Sovellukset kattavat optiset ja heijastavat kalvot, kulutusta kestävät pinnoitteet työkaluille, mikrosirujen ohutkalvot sekä suoja- ja antikorroosionkalvot. Sputterointi on vakiintunut tekniikka sekä teollisuudessa että tutkimuksessa.