Sputtern ist eine spezielle Technik innerhalb der umfassenderen Kategorie der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei der Atome oder Moleküle durch den Beschuss mit hochenergetischen Teilchen aus einem Zielmaterial herausgeschleudert werden, so dass sie sich als dünner Film auf einem Substrat niederschlagen. Diese Methode unterscheidet sich von anderen PVD-Verfahren wie der Verdampfung, bei der das Ausgangsmaterial auf seine Verdampfungstemperatur erhitzt wird.
Zusammenfassung des Unterschieds:
Beim Sputtern werden Atome aus einem Zielmaterial durch Zusammenstöße mit hochenergetischen Teilchen, in der Regel Ionen, herausgeschleudert, während PVD im Allgemeinen verschiedene Verfahren wie Sputtern, Verdampfen und andere umfasst, bei denen Materialien von einer festen Phase in eine Dampfphase umgewandelt und dann auf einem Substrat abgeschieden werden.
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Ausführliche Erläuterung:Mechanismus des Sputterns:
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Beim Sputtern wird ein Zielmaterial mit hochenergetischen Teilchen beschossen, häufig Ionen eines Gases wie Argon. Diese energiereichen Ionen stoßen mit den Atomen im Target zusammen, wodurch einige von ihnen herausgeschleudert werden. Diese ausgestoßenen Atome wandern dann durch das Vakuum und lagern sich auf einem nahegelegenen Substrat ab und bilden einen dünnen Film. Dieses Verfahren ist sehr gut steuerbar und kann für die Abscheidung einer Vielzahl von Materialien verwendet werden, darunter Metalle, Legierungen und einige Verbindungen.
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Weiterer Kontext von PVD:
- PVD ist ein allgemeiner Begriff, der eine Vielzahl von Techniken zur Abscheidung dünner Schichten beschreibt. Zu diesen Verfahren gehören nicht nur das Sputtern, sondern auch das Verdampfen, die kathodische Lichtbogenabscheidung und andere. Jedes dieser Verfahren hat seine eigenen spezifischen Mechanismen und Bedingungen für die Verdampfung des Ausgangsmaterials und dessen Abscheidung auf einem Substrat. So wird bei der Verdampfung in der Regel Wärme eingesetzt, um ein Material zu verdampfen, das dann auf dem Substrat kondensiert.
- Vergleich mit anderen PVD-Techniken:Verdampfung:
Im Gegensatz zum Sputtern wird beim Verdampfen das Ausgangsmaterial auf eine hohe Temperatur erhitzt, bei der es sich in einen Dampf verwandelt. Dieser Dampf kondensiert dann auf dem Substrat. Die Verdampfung ist einfacher und kostengünstiger, aber möglicherweise nicht so effektiv für die Abscheidung bestimmter Materialien oder zum Erreichen der gleichen Schichtqualität wie das Sputtern.Kathodische Lichtbogenabscheidung:
Bei diesem Verfahren wird ein Hochstrombogen auf der Oberfläche eines Kathodenmaterials gezündet, wodurch dieses verdampft. Das verdampfte Material lagert sich dann auf dem Substrat ab. Diese Technik ist für ihre hohen Abscheideraten bekannt und wird häufig für dekorative und funktionelle Beschichtungen verwendet.
