RF-Magnetron-Sputtern ist ein Verfahren zur Herstellung dünner Schichten, insbesondere auf nichtleitenden Materialien. Dabei wird Hochfrequenz (HF) eingesetzt, um ein Zielmaterial in einer Vakuumkammer in ein Plasma zu verwandeln. Dieses Plasma bildet dann eine dünne Schicht auf einem Substrat.
Die 3 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Aufbau in einer Vakuumkammer
Das Substrat wird in einer Vakuumkammer platziert. Die Luft in der Kammer wird dann entfernt. Das Zielmaterial, das zu einer dünnen Schicht wird, wird als Gas in diese Unterdruckumgebung eingeführt.
2. Ionisierung des Zielmaterials
Es wird ein elektrisches HF-Feld angelegt, das Argon-Ionen beschleunigt. Diese Ionen treffen auf das Zielmaterial, wodurch Atome aus ihm herausgeschleudert werden. Magnete werden eingesetzt, um den Weg dieser ausgestoßenen Atome zu steuern und den Ionisierungsprozess zu verstärken. Das Magnetfeld erzeugt einen "Tunnel", in dem Elektronen in der Nähe der Target-Oberfläche eingefangen werden, wodurch die Effizienz der Gasionenbildung erhöht und die Plasmaentladung aufrechterhalten wird.
3. Abscheidung von Dünnschichten
Die aus dem Targetmaterial herausgeschleuderten Atome wandern und lagern sich auf dem Substrat ab. Diese Abscheidung erfolgt nicht nur direkt vor dem Target, sondern auch in Bereichen außerhalb des Plasmas, um ein Ätzen durch das Plasma zu verhindern. Die HF-Leistung sorgt dafür, dass das Targetmaterial keine nennenswerte Ladung ansammelt, da es bei jedem Halbzyklus entladen wird, wodurch ein Isolationsaufbau verhindert wird, der den Abscheidungsprozess stoppen könnte. Dieser Mechanismus ermöglicht eine kontinuierliche Abscheidung, selbst auf nicht leitenden Substraten.
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