Sputtern ist ein vielseitiges Verfahren, das in verschiedenen Industriezweigen zur Materialbeschichtung eingesetzt wird. Es gibt verschiedene Arten von Sputtering-Techniken, die jeweils einzigartige Merkmale und Vorteile aufweisen.
4 Haupttypen von Sputtering-Techniken
1. Gleichstrom (DC) Magnetronsputtern
Das Gleichstrom-Magnetronsputtern ist eine der gängigsten Methoden. Bei diesem Verfahren wird eine Gleichstromquelle zur Erzeugung eines Plasmas in einer Niederdruckgasumgebung verwendet.
Das Plasma wird in der Nähe des zu sputternden Zielmaterials erzeugt, das in der Regel aus Metall oder Keramik besteht. Das Plasma bringt Gasionen dazu, mit dem Target zu kollidieren, wodurch sich Atome von der Oberfläche lösen und in die Gasphase geschleudert werden.
Das von der Magnetanordnung erzeugte Magnetfeld trägt zur Erhöhung der Sputterrate bei und sorgt für eine gleichmäßigere Ablagerung des gesputterten Materials auf dem Substrat.
Die Sputterrate kann anhand einer speziellen Formel berechnet werden, die Faktoren wie Ionenflussdichte, Anzahl der Zielatome pro Volumeneinheit, Atomgewicht des Zielmaterials und andere berücksichtigt.
2. Reaktives Sputtern
Beim reaktiven Sputtern wird ein nicht inertes Gas, z. B. Sauerstoff, mit einem elementaren Zielmaterial, z. B. Silizium, kombiniert. Das Gas reagiert chemisch mit den gesputterten Atomen in der Kammer und erzeugt eine neue Verbindung, die als Beschichtungsmaterial dient und nicht das ursprüngliche reine Targetmaterial.
Diese Technik ist besonders nützlich für die Erzeugung spezifischer chemischer Verbindungen im Abscheidungsprozess.
3. Hochfrequenz (RF) Sputtern
Das Hochfrequenzsputtern ist eine weitere gängige Methode. Es nutzt Hochfrequenzstrom zur Erzeugung des Plasmas und eignet sich daher für nichtleitende Zielmaterialien.
4. Hochleistungs-Impuls-Magnetron-Sputtern (HiPIMS)
High-Power Impulse Magnetron Sputtering (HiPIMS) ist eine neuere Technik, bei der kurze Hochleistungspulse eingesetzt werden, um höhere Plasmadichten und bessere Schichteigenschaften zu erzielen.
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