Thiết bị phún xạ gồm các bộ phận chính là: buồng phún xạ còn gọi là buồng chính, buồng đệm hay buồng phụ, bảng điều khiển, hệ thống van bơm, hút chân không. Toàn bộ thiết bị được điều khiển thông qua hệ thống máy tính được ghép nối để điều khiển các thông số trong quá trình lắng đọng màng (hình 2.1).
Hình 2.1. Thiết bị phún xạ catot ATC-2000FC
Chân không của buồng phún xạ (buồng thứ cấp) có thể đạt đến 10-8 Torr, buồng đệm (buồng sơ cấp) là 10-6 Torr. Nhờ có buồng đệm mà chân không trong buồng chính luôn được giữ ổn định trong quá trình phún và quá trình thao tác mẫu. Chính vì vậy sự ổn định về tính chất của các mẫu luôn được đảm bảo ở các lần chế tạo khác nhau. Bên cạnh đó, trạng thái chân không cao trong buồng chính có thể đạt được trong thời gian ngắn nhờ hiệu suất cao của hệ thống bơm sơ cấp và thứ cấp nên hạn chế rất nhiều khả năng nhiễm bẩn trong buồng phún xạ.
Hai buồng chính và phụ được ngăn cách nhau bởi một vách ngăn. Trong quá trình chế tạo mẫu, đế được đưa vào buồng phụ trước, sau đó buồng phụ được hút chân không đến khi áp suất chênh lệch khoảng hai bậc so với buồng chính (áp suất buồng phụ cỡ 2,5×10-5 Torr) thì hệ thống vách ngăn mới được mở và mẫu được chuyển vào buồng chính.
Bia là các tấm vật liệu có chiều dày từ 3-6 mm và đường kính 5.08 mm (2 inch). Thiết bị phún xạ ATC-2000FC gồm 6 “súng” cho phép lắp đặt 6 bia vật liệu khác nhau. Các bia vật liệu được sử dụng trong khóa luận gồm có:
- Hợp kim sắt từ Ni80Fe20
- Kim loại không từ Cu (99,99%), Ta (99,99%) - Vật liệu cách điện bảo vệ SiO2
Bia vật liệu từ NiFe được phún xạ với các nguồn RF, còn các bia vật liệu không từ được được phún xạ với các nguồn DC.