Ein Sputtersystem arbeitet mit einem plasmabasierten Abscheidungsprozess. Das System besteht aus einer Vakuumkammer, in der ein Zielmaterial, das so genannte Sputtertarget, platziert wird. Das Targetmaterial kann aus Metall, Keramik oder sogar Kunststoff bestehen.
Das Verfahren beginnt mit der Einleitung eines Inertgases, in der Regel Argon, in die Vakuumkammer. Eine negative Ladung wird an das Sputter-Targetmaterial angelegt. Dadurch entsteht eine Plasmaumgebung, in der freie Elektronen aus dem negativ geladenen Targetmaterial fließen und mit den Argongasatomen kollidieren.
Die Zusammenstöße zwischen den Elektronen und den Argongasatomen führen dazu, dass die Elektronen aufgrund ihrer gleichartigen Ladung abgestoßen werden. Dies führt dazu, dass die Argongasatome zu positiv geladenen Ionen werden. Diese Ionen werden dann mit sehr hoher Geschwindigkeit von dem negativ geladenen Sputtertargetmaterial angezogen.
Aufgrund des Impulses dieser Hochgeschwindigkeitskollisionen werden atomgroße Teilchen vom Sputtertargetmaterial "abgesputtert" oder abgelöst. Diese gesputterten Teilchen durchqueren die Vakuumkammer und wandern zum Substrat, das in der Regel aus Silizium, Glas oder geformten Kunststoffen besteht.
Die gesputterten Partikel landen dann auf der Substratoberfläche und bilden einen dünnen Materialfilm. Die Beschichtung kann spezifische Eigenschaften wie Reflexionsvermögen, elektrischen oder ionischen Widerstand oder andere gewünschte Merkmale aufweisen.
Sputtersysteme können durch Anpassung verschiedener Prozessparameter optimiert werden, um eine breite Palette von Morphologien, Kornorientierungen, Korngrößen, Dichten und mehr zu erzeugen. Die Präzision des Sputterverfahrens ermöglicht die Schaffung von makellosen Grenzflächen, wenn zwei Materialien auf molekularer Ebene zusammengebracht werden. Dies macht das Sputtern zu einem vielseitigen Werkzeug für die Abscheidung von Dünnschichten in verschiedenen Industriezweigen, einschließlich Displays, Solarzellen und mehr.
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