Svensk teknik fixar rymdsputtring

Det är inget den produktivitetsstyrda halvledarindustrin kommer att göra i en handvändning. Men i labbsammanhang kan upptäckterna i Lawrence Berkeley National Laboratory betyda något på kortare sikt. Det man upptäckt är möjligheten att sputtra helt utan gas. Istället startas processen av metalljoner och fortsätter sedan med självsputtring.

– Tricket är att man tar metalljoner som är flervärt laddade, det får man från en gnisturladdning, säger Joakim Andersson på Ångströmlaboratoriet i Uppsala som tillsammans med André Anders utfört experimenten.

Ytbeläggning med sputtring görs traditionellt i en vakuumkammare som fylls med ädelgas. En elektrisk spänning mellan kammarens väggar och det föremål – targeten – som ska sputtras – ytbeläggas – skapar ett plasma där de positivt laddade partiklarna bombarderar targetytan varpå targetatomer skjuts ut, alltså sputtras, och utgör ytskiktet.

Metoden används inom en mängd områden, bland annat i solfångare, elektronik och skärverktyg. Det kanske vanligaste är beläggning av dvd-skivor. Fördelarna med att sputtra utan gas är enligt Joakim Andersson flera.

– Har man ett material som är känsligt för defekter, exempelvis elektroniskt material eller en halvledare får man sämre egenskaper, säger Joakim och nämner små mängder vatten, syre och kväve som möjliga föroreningar i gasen.

En ytterligare fördel är att processen möjliggör en större total jonström ur plasmat. Det öppnar enligt Joakim för sputtring inom nya områden, exempelvis i rymden.

– Till exempel skulle man kunna metallisera stora speglar för att koncentrera solljus eller reparera skyddslager mot solstrålning med sputtring, säger han.

Även halvledarindustrin är en tänkbar användare av metoden. Men branschens beroende av hög produktivitet och validering mot andra processer gör den mindre trolig. Joakim Andersson tror mer på labbsammanhang.

– Kanske när det gäller bioanalys-chip och nanostrukturer, sånt där man behöver metallisering på svåra substrat. Med de här stora strömmarna av rena metalljoner blir det lättare att kontrollera materialet som byggs upp.

– Det är inte heller preliminärt kommersiellt gångbart men det möjliggör konstruktioner som skulle kunna bli kommersiella på ett par års sikt, säger Joakim Andersson.

Jonnie Wistrand