Kas yra Purškimas?

Purškimas yra metodas, skirtas labai ploniems medžiagos sluoksniams nusodinti ant paviršiaus, bombarduojant pradinę medžiagą sandarioje kameroje elektronais ar kitomis energingomis dalelėmis, kad šaltinio atomai išstumtų aerozolio pavidalu, kurie vėliau nusėda ant visų kameros paviršių. . Procesas gali nusodinti ypač smulkius plėvelių sluoksnius iki atominės skalės, tačiau taip pat yra lėtas ir geriausiai tinka mažiems paviršiaus plotams. Taikymas apima biologinių mėginių dengimą vaizdams skenuojančiais elektroniniais mikroskopais (SEM), plonų plėvelių nusodinimą puslaidininkių pramonėje ir miniatiūrinės elektronikos dangų dengimą. Nanotechnologijų pramonė medicinoje, informatikos ir medžiagų mokslo tyrimuose dažnai remiasi purškimu, kad būtų sukurti nauji kompozitai ir prietaisai nanometro arba vienos milijardosios metro dalies skalėje.

Paprastai naudojami keli skirtingi purškimo metodai, įskaitant dujų srautą, reaktyvųjį ir magnetroninį purškimą. Jonų pluoštas ir purškimas su jonais taip pat plačiai naudojami dėl įvairių cheminių medžiagų, kurios gali egzistuoti joninėje būsenoje. Magnetroninis dulkinimas toliau skirstomas į nuolatinės srovės (DC), kintamosios srovės (AC) ir radijo dažnio (RF) programas.

Magnetroninis purškimas veikia aplink pradinę medžiagą sukuriant magnetinį lauką, kuris bus naudojamas sluoksniams nusodinti ant taikinio. Tada kamera užpildoma inertinėmis dujomis, tokiomis kaip argonas. Kadangi šaltinio medžiaga yra elektra įkraunama kintamąja arba nuolatine srove, išmesti elektronai yra įstrigę magnetiniame lauke ir galiausiai sąveikauja su argono dujomis kameroje, kad sukurtų energingus jonus, sudarytus iš argono ir šaltinio. Tada šie jonai pabėga nuo magnetinio lauko ir paveikia tikslinę medžiagą, lėtai nusodindami ant jos paviršiaus smulkų pradinės medžiagos sluoksnį. Šiuo atveju radijo dažnių purškimas naudojamas kelių rūšių oksido plėvelėms nusodinti ant izoliuojančių taikinių, greitai keičiant elektrinį poslinkį tarp taikinio ir šaltinio.

Jonų pluošto purškimas veikia šaltiniui nereikalaujant magnetinio lauko. Iš šaltinio išmesti jonai sąveikauja su elektronais iš antrinio šaltinio, todėl jie bombardavo taikinį neutraliais atomais. Dėl to jonų purškimo sistema gali padengti laidžią ir izoliuojančią tikslinę medžiagą ir dalis, pvz., kompiuterių standžiųjų diskų plonasluoksnes galvutes.

Reaktyviosios purškimo mašinos priklauso nuo cheminių reakcijų tarp tikslinės medžiagos ir dujų, kurios pumpuojamos į kameros vakuumą. Tiesioginis nusodinimo sluoksnių valdymas atliekamas keičiant slėgį ir dujų kiekį kameroje. Plėvelės, naudojamos optiniuose komponentuose ir saulės elementuose, dažnai gaminamos reaktyviojo purškimo būdu, nes stechiometriją arba cheminės reakcijos greitį galima tiksliai valdyti.