La pulvérisation cathodique magnétron est un type de dépôt physique en phase vapeur, un processus dans lequel un matériau cible est vaporisé et déposé sur un substrat pour créer un film mince. Comme il utilise des aimants pour stabiliser les charges, la pulvérisation cathodique magnétron peut être effectuée à des pressions plus basses. De plus, ce processus de pulvérisation peut créer des films minces précis et uniformément répartis, et il permet une plus grande variété dans le matériau cible. La pulvérisation cathodique magnétron est souvent utilisée pour former des films minces de métal sur différents matériaux, tels que des sacs en plastique, des disques compacts (CD) et des disques vidéo numériques (DVD), et elle est également couramment utilisée dans l’industrie des semi-conducteurs.
Généralement, un processus de pulvérisation cathodique traditionnel commence dans une chambre à vide avec le matériau cible. L’argon, ou un autre gaz inerte, est introduit lentement, permettant à la chambre de maintenir sa basse pression. Ensuite, un courant est introduit dans la source d’alimentation de la machine, amenant des électrons dans la chambre qui commencent à bombarder les atomes d’argon et à faire tomber les électrons dans leurs enveloppes électroniques externes. En conséquence, les atomes d’argon forment des cations chargés positivement qui commencent à bombarder le matériau cible, libérant de petites molécules de celui-ci dans un spray qui s’accumule sur le substrat.
Bien que cette méthode soit généralement efficace pour créer des films minces, les électrons libres dans la chambre bombardent non seulement les atomes d’argon, mais également la surface du matériau cible. Cela peut entraîner des dommages importants au matériau cible, notamment une structure de surface inégale et une surchauffe. De plus, la pulvérisation cathodique traditionnelle par diode peut prendre beaucoup de temps, ce qui ouvre encore plus de possibilités de dommages électroniques au matériau cible.
La pulvérisation cathodique magnétron offre des taux d’ionisation plus élevés et moins de dommages électroniques au matériau cible que les techniques traditionnelles de dépôt par pulvérisation cathodique. Dans ce processus, un aimant est introduit derrière la source d’alimentation pour stabiliser les électrons libres, protéger le matériau cible du contact électronique et augmenter également la probabilité que les électrons ionisent les atomes d’argon. L’aimant crée un champ qui maintient les électrons retenus et piégés au-dessus du matériau cible où ils ne peuvent pas l’endommager. Étant donné que les lignes de champ magnétique sont incurvées, le chemin des électrons dans la chambre est prolongé à travers le flux d’argon, améliorant les taux d’ionisation et diminuant le temps jusqu’à ce que le film mince soit terminé. De cette manière, la pulvérisation cathodique magnétron est capable de contrer les problèmes initiaux de temps et de dommages matériels ciblés qui se sont produits avec la pulvérisation cathodique traditionnelle à diodes.