Pihustuskatte tehnoloogia

1, Pihustuskatte omadused
Võrreldes tavapärase vaakumaurustuskattega on pihustuskattel järgmised omadused:
(1) Pihustada saab mis tahes ainet, eriti kõrge sulamistemperatuuriga ja madala aururõhuga elemente ja ühendeid. Sihtmärgimaterjalina saab kasutada granuleeritud materjali, kui see on tahke aine, olgu see siis metall, pooljuht, isolaator, ühend ja segu jne, olgu see siis plokk. Kuna isoleermaterjalide ja sulamite, näiteks oksiidide pihustamisel toimub vähe lagunemist ja fraktsioneerimist, saab neid kasutada õhukeste kilede ja sulamkilede valmistamiseks, mille komponendid on sihtmärgimaterjaliga sarnased, ja isegi keeruka koostisega ülijuhtivate kilede valmistamiseks. Lisaks saab reaktiivset pihustamismeetodit kasutada ka sihtmärgimaterjalist täiesti erinevate ühendite kilede, näiteks oksiidide, nitriidide, karbiidide ja silitsiidide valmistamiseks.
(2) Hea adhesioon pritsitud kile ja aluspinna vahel. Kuna pritsitud aatomite energia on 1-2 suurusjärku suurem kui aurustunud aatomitel, tekitab aluspinnale sadestunud suure energiaga osakeste energiakonversioon suuremat soojusenergiat, mis parandab pritsitud aatomite adhesiooni aluspinnaga. Osa suure energiaga pritsitud aatomitest süstitakse erineval määral aluspinnale, moodustades aluspinnale nn pseudodifusioonkihi, kus pritsitud aatomid ja aluspinna materjali aatomid "segunevad" omavahel. Lisaks puhastatakse ja aktiveeritakse pritsitud osakeste pommitamise ajal aluspinda plasmatsoonis, mis eemaldab halvasti kleepunud sadestunud aatomid ning puhastab ja aktiveerib aluspinna pinda. Selle tulemusena paraneb pritsitud kilekihi adhesioon aluspinnaga oluliselt.
(3) Pihustuskatte kõrge tihedus, vähem pisiauguid ja kilekihi suurem puhtusaste, kuna puudub tiigli saastumine, mis on pihustuskatmisprotsessi ajal vaakumauru sadestamisel vältimatu.
(4) Kile paksuse hea juhitavus ja korduvus. Kuna pihustuskatmise ajal saab tühjendusvoolu ja sihtvoolu eraldi reguleerida, saab kile paksust sihtvoolu reguleerimise abil reguleerida. Seega on kile paksuse juhitavus ja kile paksuse reprodutseeritavus pihustuskatmise mitmekordse pritsimisega hea ning etteantud paksusega kile saab tõhusalt katta. Lisaks võimaldab pihustuskatmine saavutada ühtlase kile paksuse suurel alal. Üldise pihustuskatmistehnoloogia (peamiselt dipoolpihustamise) puhul on seadmed aga keerulised ja vajavad kõrgsurveseadet; pihustuskatmise kile moodustumise kiirus on madal, vaakumaurustamise sadestamise kiirus on 0,1–5 nm/min ja pihustuskiirus on 0,01–0,5 nm/min; aluspinna temperatuuri tõus on kõrge ja see on tundlik lisandgaaside jms suhtes. Tänu raadiosagedusliku pihustuskatmise ja magnetronpihustustehnoloogia arengule on aga tehtud suuri edusamme kiire pihustuskatmise saavutamisel ja aluspinna temperatuuri vähendamisel. Lisaks on viimastel aastatel uuritud uusi pihustuskatmismeetodeid – mis põhinevad tasapinnalisel magnetronpihustamisel –, et minimeerida pihustusõhu rõhku kuni nullrõhu pihustamiseni, kus sisselaskegaasi rõhk pihustamise ajal on null.