Wenn es um die Abscheidung dünner Schichten geht, dreht sich die Debatte zwischen Sputtern und Verdampfen oft um die Reinheit.
Sputtern wird im Allgemeinen eine höhere Reinheit zugeschrieben als Verdampfen.
Allerdings neigt das Sputtern aufgrund seiner Betriebsbedingungen auch eher dazu, Verunreinigungen einzubringen.
4 Schlüsselfaktoren, die beim Vergleich von Sputtern und Verdampfen zu berücksichtigen sind
1. Höherenergetische Teilchen beim Sputtern
Beim Sputtern werden hochenergetische Teilchen verwendet, die durch Glimmentladungen erzeugt werden.
Diese Teilchen sind effektiver bei der Entfernung von Verunreinigungen aus dem Zielmaterial.
Bei diesem Verfahren wird das Targetmaterial mit Ionen beschossen, die Atome aus dem Target herausschleudern und einen dünnen Film auf dem Substrat bilden.
Die hohe Energie der beschossenen Teilchen trägt dazu bei, einen höheren Reinheitsgrad der abgeschiedenen Schicht zu erreichen.
2. Geringerer Vakuumbereich beim Sputtern
Trotz der Vorteile in Bezug auf Energie und Reinheit arbeitet das Sputtern im Vergleich zur Verdampfung in einem geringeren Vakuumbereich.
Dieser Unterschied in den Vakuumbedingungen kann dazu führen, dass mehr Verunreinigungen in das Substrat eingebracht werden.
Das Vakuumniveau ist bei PVD-Verfahren von entscheidender Bedeutung, da es sich direkt auf die Reinheit der Beschichtungsumgebung auswirkt.
3. Vergleich mit der Verdampfung
Bei der Verdampfung wird die Wärmeenergie des Ausgangsmaterials genutzt, um es zu verdampfen und auf dem Substrat abzuscheiden.
Die niedrigeren Energieniveaus bei der Verdampfung führen in der Regel zu einer geringeren Anzahl von Hochgeschwindigkeitsatomen.
Dies verringert die Gefahr einer Beschädigung des Substrats, kann aber auch die Fähigkeit einschränken, Verunreinigungen so effektiv zu entfernen wie beim Sputtern.
4. Allgemeine Überlegungen
Während das Sputtern eine bessere Stufenabdeckung und potenziell höhere Reinheit bietet, können die spezifischen Bedingungen und die beteiligten Materialien das Reinheitsergebnis beeinflussen.
So können beispielsweise Materialien, die durch Ionenbeschuss leicht abgebaut werden, oder solche, die ein sehr hohes Vakuum erfordern, mit der Verdampfung besser abschneiden.
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Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Sputtern zwar im Allgemeinen eine höhere Reinheit der Abscheidung bietet, die tatsächlich erreichte Reinheit jedoch von verschiedenen Faktoren beeinflusst werden kann, darunter die Vakuumbedingungen, die Art des abzuscheidenden Materials und die spezifischen Anforderungen der Anwendung.
Die Entscheidung zwischen Sputtern und Verdampfen sollte auf einer sorgfältigen Abwägung dieser Faktoren und den spezifischen Anforderungen der Dünnschichtanwendung beruhen.
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