Sputtern ist in der Tat ein Abscheideverfahren, genauer gesagt eine Art der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD). Bei diesem Verfahren wird Material aus einer "Target"-Quelle ausgestoßen, das sich dann auf einem "Substrat" ablagert. Das Verfahren ist gekennzeichnet durch den physikalischen Ausstoß von Oberflächenatomen aus dem Target aufgrund der Impulsübertragung durch ein energiereiches, beschossenes Teilchen, in der Regel ein gasförmiges Ion aus einem Plasma oder einer Ionenkanone.
Ausführliche Erläuterung:
-
Mechanismus des Sputterns:
-
Beim Sputtern werden mit Hilfe eines gasförmigen Plasmas Atome von der Oberfläche eines festen Targetmaterials abgelöst. Bei dem Target handelt es sich in der Regel um eine Platte aus dem Material, das auf Substrate aufgetragen werden soll. Das Verfahren beginnt mit der Einleitung eines kontrollierten Gases, in der Regel Argon, in eine Vakuumkammer. Dann wird elektrische Energie an eine Kathode angelegt, wodurch ein sich selbst erhaltendes Plasma entsteht. Die Ionen aus dem Plasma stoßen mit dem Target zusammen, wodurch die Atome aufgrund der Impulsübertragung herausgeschleudert werden.Abscheidung auf Substraten:
-
Die aus dem Target herausgeschleuderten Atome wandern durch das Vakuum oder die Niederdruckgasumgebung und lagern sich auf dem Substrat ab. Diese Abscheidung kann unter verschiedenen Druckbedingungen erfolgen: In einem Vakuum oder Niederdruckgas (<5 mTorr) unterliegen die gesputterten Teilchen keinen Gasphasenkollisionen, bevor sie das Substrat erreichen. Bei höherem Gasdruck (5-15 mTorr) können die energiereichen Teilchen vor der Abscheidung durch Gasphasenkollisionen thermisiert werden.
-
Merkmale von gesputterten Schichten:
Gesputterte Schichten sind bekannt für ihre hervorragende Gleichmäßigkeit, Dichte, Reinheit und Haftung. Diese Methode ermöglicht die Herstellung von Legierungen mit präziser Zusammensetzung durch konventionelles Sputtern oder die Erzeugung von Verbindungen wie Oxiden und Nitriden durch reaktives Sputtern. Die kinetische Energie der beim Sputtern ausgestoßenen Atome ist in der Regel höher als die von verdampften Materialien, was ihre Haftung auf dem Substrat verbessert.
Vorteile des Sputterns:
