Il magnetron sputtering è stato inventato negli anni '70, precisamente nel 1974, con l'invenzione della sorgente di magnetron sputtering planare da parte di John S. Chapin.
Questa tecnica ha rivoluzionato il campo della deposizione di film sottili, offrendo tassi di deposizione più elevati e minori danni ai substrati rispetto ai metodi precedenti, come lo sputtering a diodi.
5 punti chiave per comprendere la svolta
1. Sviluppo e invenzione
Il concetto stesso di sputtering risale al 1852, ma era utilizzato principalmente per depositare film metallici refrattari che non potevano essere ottenuti con l'evaporazione termica.
L'evoluzione della tecnologia di sputtering ha visto l'introduzione dello sputtering a radiofrequenza (RF), che ne ha esteso l'applicazione ai film dielettrici.
Tuttavia, la vera svolta si è avuta con l'invenzione del magnetron sputtering negli anni Settanta.
2. Tecnica di sputtering con magnetron
Il magnetron sputtering è caratterizzato dall'aggiunta di un campo magnetico chiuso sulla superficie del bersaglio.
Questo campo magnetico migliora l'efficienza della generazione del plasma aumentando la probabilità di collisioni tra elettroni e atomi di argon in prossimità della superficie del bersaglio.
La trappola magnetica creata da questo campo porta a una cascata di generazione di elettroni secondari, che aumenta ulteriormente la produzione e la densità del plasma.
Il risultato è un tasso di sputtering più elevato e temperature più basse, che lo rendono un metodo superiore rispetto allo sputtering a diodi.
3. Impatto e commercializzazione
L'introduzione del magnetron sputtering nel 1974 ha segnato un significativo progresso nel campo dei metodi di rivestimento sotto vuoto.
Offriva non solo un tasso di deposizione più elevato, ma anche una riduzione dei danni ai substrati.
Negli anni '60 e '70 questa tecnica ha ottenuto un successo commerciale in settori quali la microelettronica e il vetro architettonico.
Oggi le sorgenti di sputtering magnetronico sono disponibili in commercio in varie configurazioni, tra cui forme circolari, rettangolari e tubolari, e sono state adattate per applicazioni specifiche attraverso approcci di campo magnetico ingegnerizzato.
4. Conclusioni
L'invenzione del magnetron sputtering nel 1974 da parte di John S. Chapin ha migliorato significativamente l'efficienza e l'applicabilità dei processi di sputtering, rendendola una tecnologia fondamentale per la deposizione di film sottili in diversi settori industriali.
Il suo sviluppo è stato una risposta alle limitazioni dei precedenti metodi di sputtering, in particolare in termini di velocità e danni al substrato, e da allora è diventata una tecnologia ampiamente adottata e in continua evoluzione.
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