Lo sputtering di magnetron è un tipo di deposizione fisica da vapore, un processo in cui un materiale target viene vaporizzato e depositato su un substrato per creare un film sottile. Poiché utilizza magneti per stabilizzare le cariche, lo sputtering del magnetron può essere condotto a pressioni più basse. Inoltre, questo processo di sputtering può creare film sottili accurati e distribuiti uniformemente e consente una maggiore varietà nel materiale target. Lo sputtering di magnetron viene spesso utilizzato per formare pellicole sottili di metallo su materiali diversi, come sacchetti di plastica, compact disc (CD) e dischi video digitali (DVD), ed è anche comunemente usato nell’industria dei semiconduttori.
Generalmente, un processo di sputtering tradizionale inizia in una camera a vuoto con il materiale target. L’argon, o un altro gas inerte, viene introdotto lentamente, consentendo alla camera di mantenere la sua bassa pressione. Successivamente, viene introdotta una corrente attraverso la fonte di alimentazione della macchina, portando gli elettroni nella camera che iniziano a bombardare gli atomi di argon ea staccare gli elettroni nei loro gusci elettronici esterni. Di conseguenza, gli atomi di argon formano cationi carichi positivamente che iniziano a bombardare il materiale bersaglio, rilasciandone piccole molecole in uno spray che si raccoglie sul substrato.
Sebbene questo metodo sia generalmente efficace per creare pellicole sottili, gli elettroni liberi nella camera non bombardano solo gli atomi di argon, ma anche la superficie del materiale bersaglio. Ciò può portare a un elevato grado di danneggiamento del materiale target, compresa la struttura superficiale irregolare e il surriscaldamento. Inoltre, il tradizionale sputtering a diodi può richiedere molto tempo per essere completato, aprendo ancora più opportunità per danni da elettroni al materiale bersaglio.
Lo sputtering di magnetron offre tassi di ionizzazione più elevati e meno danni da elettroni al materiale target rispetto alle tradizionali tecniche di deposizione per sputtering. In questo processo, viene introdotto un magnete dietro la fonte di alimentazione per stabilizzare gli elettroni liberi, proteggere il materiale bersaglio dal contatto elettronico e anche aumentare la probabilità che gli elettroni ionizzino gli atomi di argon. Il magnete crea un campo che mantiene gli elettroni trattenuti e intrappolati sopra il materiale bersaglio dove non possono danneggiarlo. Poiché le linee del campo magnetico sono curve, il percorso degli elettroni nella camera si estende attraverso il flusso di argon, migliorando i tassi di ionizzazione e diminuendo il tempo fino al completamento del film sottile. In questo modo, il magnetron sputtering è in grado di contrastare i problemi iniziali di tempo e danni al materiale bersaglio che si erano verificati con il tradizionale sputtering a diodi.