Magnetronové naprašování

Magnetronové naprašování (MS z anglického magnetron sputtering) je depoziční metoda využívající terče z vodivého materiálu, který je umístěn do vakuové komory a je na něj přivedeno vysoké záporné napětí. Do komory je přiveden pracovní plyn (většinou inertní – např. argon) a tlak v komoře se udržuje od desítek do jednotek pascalů. Mezi substrát a terč je aplikováno stejnosměrné napětí, čímž se zapálí doutnavý výboj, který způsobí ionizaci atomů pracovního plynu. Kladné ionty jsou přitahovány terčem a bombardují ho a záporné elektrony míří k substrátu. Elektrony cestou k substrátu narážejí na atomy argonu a vytvářejí další ionty. Tak vzniká cyklický proces. Jak těžké ionty dopadají na povrch terče, terč je rozprašován a rozprašované atomy jsou katapultovány směrem od terče, kde jim je do cesty postaven substrát. Atomy na substrátu přicházejí do styku na molekulové úrovni, váží se a vytvářejí tenkou vrstvu.

               Metoda může být rozšířena pomocí silného magnetického pole v blízkosti terče, které způsobí pohyb elektronů po spirále podél magnetických siločar v blízkosti terče namísto toho, aby byly přitahovány k substrátu. Výhodou je, že plazma vzniká pouze v blízkosti terče a nedochází tak k nežádoucímu poškození filmu. Elektrony se pohybují po delší dráze, čímž se zvyšuje pravděpodobnost další ionizace atomů argonu a dochází ke zvýšení účinnosti. U nevodivých terčů se na povrchu hromadí náboj, který zabraňuje dalšímu bombardování. Použijeme-li střídavý vysokofrekvenční signál, můžeme rozprašovat i nevodivé materiály. Během první půl periody se terč nejprve rozprašuje a následně během druhé půl periody se vybijí v důsledku opačné polarity náboje.