DC MANYETİK SAÇTIRMA SİSTEMİ, TASARIM VE KURULUM SÜREÇLERİ (DC MAGNETRON SPUTTERING SYSTEM, DESIGN AND PRODUCTION PROCESSES)


Creative Commons License

İlik E.

MAS 11. ULUSLARARASIMATEMATİK-MÜHENDİSLİK-FEN VE SAĞLIK BİLİMLERİ KONGRESİ, Tokat, Turkey, 13 - 15 March 2020

  • Publication Type: Conference Paper / Summary Text
  • City: Tokat
  • Country: Turkey

Abstract

Tasarımında paslanmaz çelik vakum odalarının kullanıldığı, dolayısıyla maliyetli bir üretim yöntemi olarak bilinen doğru akım (DC) Manyetik Saçtırma yöntemi (DC Magnetron Sputtering Technique) ile üretilen ince filmler, morfolojik açıdan incelendiğinde oldukça iyi sonuçların elde edildiği literatür incelemelerinde görülmektedir. Bunun yanında bu tip kaplama sistemlerinin oldukça yüksek maliyetle üretildikleri de bilinmektedir. Bu çalışmada, düşük basınç (<10-2 mbar) değerlerinde yüzeyleri oldukça pürüzsüz (Surface Roughness) ince filmlerin oluşturulması için kullanılan DC Manyetik Saçtırma sisteminin laboratuvar ortamında üretim süreçleri ele alınmaktadır. İlk olarak plazmanın oluşturulacağı vakum odası için yüksek maliyetlere sahip paslanmaz çelik vakum odası yerine silindirik bir cam kullanılmıştır. Bu sayede vakum odası içerisinde oluşan plazmanın yapısı üzerinde optik emisyon analizleri (OES) rahatlıkla gerçekleştirilebilmektedir. Öte yandan kaplanan ince filmlerin kalınlıkları da eş zamanlı olarak takip edilebilmektedir. Silindir vakum odası üzerinde ortamın vakumlanabilmesi ve numune tutucunun yerleştirilebilmesi için iki adet giriş kesici elmas uçlar yardımıyla oluşturulmuştur. Elektrotlar arası mesafenin ayarlanabildiği bu sistemde kullanılan güç kaynağı standart mikrodalga fırınlar içerisinde yer alan yüksek voltaj trafosu ile doğrultucu devrede yer alacak diyotlar kullanılarak oluşturulmuştur. Vakum odasının ve dc güç kaynağının ısınma problemini ortadan kaldırmak için üç adet fan sisteme entegre edilmiştir. Bu teknikle başlangıç aşamasında iki dakikadan daha kısa sürelerde kaplanmak istenen malzemelerin iletken ince filmleri oluşturulabilmekte, üretilen iletken ince filmler yüksek sıcaklık fırını yardımı ile farklı ortamlarda tavlanarak oksitli ince filmler elde edilebilmektedir. Diğer yöntemlere kıyasla oldukça homojen yapıda filmlerin oluşturulabildiği elde edilen sonuçlar arasındadır. Sonuç olarak bu çalışma sayesinde DC manyetik saçtırma sistemlerinde dışa bağımlılık ortadan kaldırılmış ve maliyeti düşük kaplama sisteminin tüm üretim süreçleri detaylı bir şekilde ele alınmıştır.