Što je prskanje?

Raspršivanje je metoda za taloženje vrlo tankih slojeva materijala na površinu bombardiranjem izvornog materijala u zatvorenoj komori elektronima ili drugim energetskim česticama kako bi se izbacili atomi izvora u obliku aerosola koji se potom talože na sve površine u komori. . Proces može taložiti iznimno fine slojeve filmova do atomske skale, ali također je spor i najbolje se koristi za male površine. Primjene uključuju premazivanje bioloških uzoraka za snimanje u skenirajućim elektronskim mikroskopima (SEM), taloženje tankog filma u industriji poluvodiča i nanošenje premaza za minijaturiziranu elektroniku. Industrija nanotehnologije u medicini, računalnim znanostima i istraživanjima u znanosti o materijalima često se oslanja na taloženje raspršivanjem kako bi dizajnirala nove kompozite i uređaje na nanometarskoj, ili milijardnom dijelu metra.

Uobičajeno je nekoliko različitih vrsta metoda raspršivanja, uključujući protok plina, reaktivno i magnetronsko raspršivanje. Ionska zraka i ionsko raspršivanje također se široko koriste zbog raznih kemikalija koje mogu postojati u ionskom stanju. Magnetronsko raspršivanje se dalje raščlanjava na primjene istosmjerne (DC), izmjenične struje (AC) i radiofrekventne (RF).

Magnetronsko raspršivanje djeluje postavljanjem magnetskog polja oko izvornog materijala koje će se koristiti za taloženje slojeva na metu. Komora se tada puni inertnim plinom, kao što je argon. Kako je izvorni materijal električni nabijen izmjeničnom ili istosmjernom strujom, izbačeni elektroni su zarobljeni u magnetskom polju i na kraju stupaju u interakciju s plinom argona u komori kako bi stvorili energetske ione sastavljene i od argona i od izvornog materijala. Ti ioni tada izlaze iz magnetskog polja i udaraju u ciljni materijal, polako talažući fini sloj izvornog materijala na njegovu površinu. RF raspršivanje se u ovom slučaju koristi za taloženje nekoliko varijanti oksidnih filmova na izolacijske mete mijenjanjem električne pristranosti između mete i izvora velikom brzinom.

Raspršivanje ionskim snopom radi bez da izvor treba magnetsko polje. Ioni koji su izbačeni iz izvornog materijala stupaju u interakciju s elektronima iz sekundarnog izvora tako da su bombardirali cilj neutralnim atomima. To čini sustav za ionsko raspršivanje sposobnim premazati i vodljivi i izolacijski ciljni materijal i dijelove, kao što su glave tankog filma za tvrde diskove računala.

Reaktivni strojevi za raspršivanje oslanjaju se na kemijske reakcije između ciljanog materijala i plinova koji se pumpaju u vakuum komore. Izravna kontrola slojeva taloženja vrši se promjenom tlaka i količine plinova u komori. Filmovi koji se koriste u optičkim komponentama i solarnim ćelijama često se izrađuju reaktivnim raspršivanjem, jer se stehiometrija ili brzine kemijske reakcije mogu precizno kontrolirati.