Magnetronsputtern ist eine hochentwickelte Beschichtungstechnik, bei der ein magnetisch begrenztes Plasma zur Erzeugung dünner Schichten auf verschiedenen Substraten eingesetzt wird. Diese Methode ist hocheffektiv bei der Herstellung von metallischen oder isolierenden Beschichtungen und damit ideal für optische und elektrische Anwendungen.
Wie funktioniert das Magnetronsputtern? Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Erzeugung eines Plasmas
Ein inertes Gas, normalerweise Argon, wird in eine Kammer eingeleitet. Magnetanordnungen erzeugen ein Magnetfeld über einem Targetmaterial. Es wird eine Hochspannung angelegt, die in der Nähe des Magnetfelds des Targets ein Plasma erzeugt. Dieses Plasma besteht aus Argongasatomen, Argonionen und freien Elektronen.
2. Ionisierung und Sputtern
Die Elektronen im Plasma kollidieren mit den Argonatomen und erzeugen positiv geladene Ionen. Diese Ionen werden von dem negativ geladenen Target angezogen, wo sie zusammenstoßen und Atome aus dem Targetmaterial ausstoßen.
3. Abscheidung eines Dünnfilms
Die aus dem Targetmaterial herausgeschleuderten Atome setzen sich auf der Oberfläche eines Substrats ab und bilden einen dünnen Film.
4. Aufbau des Magnetronsputterns
Das System besteht in der Regel aus einer Kammer, die mit einem Inertgas, meist Argon, gefüllt ist. In dieser Kammer wird ein Targetmaterial platziert, wobei Magnete strategisch positioniert werden, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Dieses Feld schließt das Plasma in der Nähe der Targetoberfläche ein und erhöht so die Effizienz des Sputterprozesses.
5. Plasmabildung
Beim Anlegen einer Hochspannung wird das Argongas ionisiert, wodurch ein Plasma entsteht. Dieses Plasma ist reich an Argon-Ionen und freien Elektronen. Die Elektronen bewegen sich unter dem Einfluss des elektrischen Feldes schnell und stoßen mit den Argonatomen zusammen, ionisieren sie und erzeugen weitere Argonionen und Sekundärelektronen.
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