Lo sputtering di magnetron DC è uno dei diversi tipi di sputtering, che è un metodo di deposizione fisica da vapore di film sottili di un materiale su un altro materiale. I metodi di deposizione sputtering più comuni in uso nel 2011 sono lo sputtering del fascio di ioni, lo sputtering di diodi e lo sputtering di magnetron DC. Lo sputtering ha un’ampia varietà di usi scientifici e industriali ed è uno dei processi di produzione in più rapida crescita utilizzati nella produzione moderna.
Molto semplicemente, lo sputtering si verifica in una camera a vuoto, dove una sostanza viene bombardata con molecole di gas ionizzato che spostano gli atomi dalla sostanza. Questi atomi volano via e colpiscono un materiale bersaglio, chiamato substrato, e si legano ad esso a livello atomico, creando una pellicola molto sottile. Questa deposizione per polverizzazione viene eseguita a livello atomico, quindi il film e il substrato hanno un legame praticamente indistruttibile e il processo produce un film uniforme, estremamente sottile ed economico.
I magnetron vengono utilizzati nel processo di sputtering per aiutare a controllare il percorso degli atomi spostati che volano casualmente intorno alla camera a vuoto. La camera è riempita con un gas a bassa pressione, spesso argon, e diversi catodi magnetron ad alta tensione sono posizionati dietro il target del materiale di rivestimento. L’alta tensione fluisce dai magnetron attraverso il gas e crea plasma ad alta energia che colpisce il bersaglio del materiale di rivestimento. La forza generata da questi colpi di ioni plasma fa sì che gli atomi vengano espulsi dal materiale di rivestimento e si leghino al substrato.
Gli atomi che vengono espulsi nel processo di sputtering di solito volano attraverso la camera secondo schemi casuali. I magnetron producono campi magnetici ad alta energia che possono essere posizionati e manipolati per raccogliere e contenere il plasma generato attorno al substrato. Questo costringe gli atomi espulsi a percorrere percorsi prevedibili verso il substrato. Controllando il percorso degli atomi, è anche possibile prevedere e controllare la velocità di deposizione del film e lo spessore.
L’utilizzo dello sputtering con magnetron CC consente a ingegneri e scienziati di calcolare tempi e processi necessari per produrre qualità specifiche del film. Questo è chiamato controllo di processo e consente a questa tecnologia di essere utilizzata dall’industria nelle operazioni di produzione di massa. Ad esempio, lo sputtering viene utilizzato per creare rivestimenti per lenti ottiche utilizzate in articoli come binocoli, telescopi e apparecchiature a infrarossi e per la visione notturna. L’industria dei computer utilizza CD e DVD che sono stati prodotti utilizzando processi di sputtering e l’industria dei semiconduttori utilizza lo sputtering per rivestire molti tipi di chip e wafer.
Le moderne finestre coibentate ad alta efficienza utilizzano vetro rivestito mediante sputtering e molti hardware, giocattoli e oggetti decorativi sono fabbricati utilizzando questo processo. Altre industrie che utilizzano lo sputtering includono l’industria aerospaziale, della difesa e automobilistica, l’industria medica, energetica, dell’illuminazione e del vetro e molte altre. Nonostante il suo già ampio utilizzo, l’industria continua a trovare nuovi usi per lo sputtering di magnetron DC.