Il magnetron sputtering DC è un metodo utilizzato per depositare film sottili di un materiale su un altro.
Il processo inizia posizionando il materiale target, che sarà il rivestimento, all'interno di una camera a vuoto.
Questa camera è posizionata parallelamente al substrato da rivestire.
La camera da vuoto viene quindi evacuata per rimuovere gas come H2O, aria, H2 e Ar.
Dopo l'evacuazione, la camera viene riempita con un gas inerte di elevata purezza, in genere argon.
L'argon viene scelto per la sua massa e la capacità di trasferire energia cinetica durante le collisioni molecolari ad alta energia nel plasma.
Una corrente elettrica continua, solitamente compresa tra -2 e -5 kV, viene applicata al materiale bersaglio, che funge da catodo.
Questa polarizzazione negativa attira gli ioni con carica positiva dal plasma.
Allo stesso tempo, una carica positiva viene applicata al substrato, che diventa l'anodo.
Il campo elettrico creato da questa configurazione accelera il plasma, fornendo una forza sufficiente per bombardare il catodo.
Questo bombardamento provoca l'espulsione degli atomi dal materiale bersaglio e la loro condensazione sulla superficie del substrato, formando un film sottile.
La differenza fondamentale tra lo sputtering magnetronico e altri metodi di sputtering, come lo sputtering a diodi, è la presenza di un forte campo magnetico vicino all'area del bersaglio.
Questo campo magnetico fa sì che gli elettroni si muovano a spirale lungo le linee di flusso magnetico vicino al bersaglio.
Questa configurazione mantiene il plasma confinato vicino al bersaglio e impedisce di danneggiare il film sottile che si sta formando sul substrato.
Questa disposizione consente un tasso di deposizione più elevato ed è particolarmente utile per depositare metalli puri come ferro, rame e nichel.
Nel complesso, lo sputtering magnetronico in corrente continua è un metodo versatile ed efficiente per depositare film sottili, che offre un facile controllo e bassi costi operativi, soprattutto per i substrati di grandi dimensioni.
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