Magnetronsputterointipinnoitus suoritetaan hohtopurkauksella, jossa purkausvirran tiheys on alhainen ja plasman tiheys pinnoituskammiossa on alhainen. Tämän vuoksi magnetronsputterointitekniikalla on haittoja, kuten alhainen kalvoalustan sitoutumisvoima, alhainen metallin ionisaationopeus ja alhainen laskeutumisnopeus. Magnetronsputterointipinnoituskoneeseen on lisätty valokaaripurkauslaite, joka voi käyttää valokaaripurkauksen synnyttämää korkeatiheyksistä elektronivirtausta valokaariplasmassa työkappaleen puhdistamiseen. Se voi myös osallistua pinnoitukseen ja apuaineostukseen.
Lisää magnetronisputterointipinnoituskoneeseen valokaaripurkausvirtalähde, joka voi olla pieni valokaarilähde, suorakaiteen muotoinen tasomainen valokaarilähde tai sylinterimäinen katodikaarilähde. Katodilähteen tuottama tiheä elektronivirta voi toimia seuraavilla tehtävillä koko magnetronisputterointipinnoitusprosessissa:
1. Puhdista työkappale. Ennen pinnoitusta kytke katodi, valokaaren lähde jne. päälle, ionisoi kaasu valokaaren elektronivirralla ja puhdista työkappale matalaenergisillä ja suuritiheyksisillä argonioneilla.
2. Valokaarilähde ja magneettinen ohjauskohde pinnoitetaan yhdessä. Kun magnetronisputterointikohde hehkupurkauksella aktivoidaan pinnoitusta varten, myös katodivalokaarilähde aktivoidaan ja molemmat pinnoituslähteet pinnoitetaan samanaikaisesti. Kun magnetronisputterointikohdemateriaalin ja valokaarilähteen kohdemateriaalin koostumus on erilainen, voidaan pinnoittaa useita kalvokerroksia, ja katodin valokaarilähteen kerrostama kalvokerros toimii välikerroksena monikerroksisessa kalvossa.
3. Katodikaarilähde tarjoaa pinnoituksessa suuren tiheyden omaavan elektronivirtauksen, mikä lisää törmäyksen todennäköisyyttä sputteroitujen metallikalvokerrosten atomien ja reaktiokaasujen kanssa, parantaa laskeutumisnopeutta, metallin ionisaationopeutta ja auttaa laskeutumisessa.
Magnetronsputterointipinnoituskoneeseen konfiguroitu katodikaarilähde yhdistää puhdistuslähteen, pinnoituslähteen ja ionisaatiolähteen, mikä parantaa positiivisesti magnetronsputterointipinnoitteen laatua hyödyntämällä kaarielektronivirtausta kaariplasmassa.
Julkaisun aika: 21. kesäkuuta 2023