Das Target ist in der Tat die Kathode beim Sputtern.
Zur Erläuterung:
Bei der Kathodenzerstäubung wird ein festes Target als Kathode verwendet. Dieses Target wird dem Beschuss durch hochenergetische Ionen ausgesetzt, die in der Regel durch eine Entladung in einem Gleichstromfeld erzeugt werden. Das Target ist negativ geladen, typischerweise mit einem Potenzial von mehreren hundert Volt, was im Gegensatz zum positiv geladenen Substrat steht. Dieser elektrische Aufbau ist entscheidend für einen effektiven Sputterprozess.
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Elektrische Konfiguration: Das Target, das als Kathode fungiert, ist negativ geladen und zieht positiv geladene Ionen aus dem Plasma an. Dieses Plasma wird in der Regel durch Einleiten eines Inertgases, in der Regel Argon, in das System erzeugt. Die Ionisierung des Argongases führt zur Bildung von Ar+-Ionen, die aufgrund der elektrischen Potenzialdifferenz auf das negativ geladene Target beschleunigt werden.
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Sputtering-Mechanismus: Wenn die Ar+-Ionen auf das Target (Kathode) treffen, lösen sie durch einen als Sputtern bezeichneten Prozess Atome von der Oberfläche des Targets ab. Diese abgelösten Atome lagern sich dann auf einem Substrat ab und bilden einen dünnen Film. Dieser Prozess ist effizient, solange das Target metallisch ist und seine negative Ladung beibehalten kann. Nicht leitende Targets können sich positiv aufladen, was den Sputterprozess behindert, da die eintreffenden Ionen abgestoßen werden.
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Technologischer Fortschritt: Im Laufe der Zeit haben sich die Konstruktion und der Aufbau von Sputtersystemen weiterentwickelt, um die Effizienz und die Kontrolle über den Abscheidungsprozess zu verbessern. Frühe Systeme waren relativ einfach und bestanden aus einem kathodischen Target und einem anodischen Substrathalter. Diese Systeme wiesen jedoch Einschränkungen auf, wie z. B. geringe Abscheideraten und hohe Spannungsanforderungen. Moderne Entwicklungen, wie das Magnetronsputtern, haben einige dieser Probleme gelöst, aber auch neue Herausforderungen mit sich gebracht, wie die mögliche Vergiftung der Kathode bei reaktiven Sputterverfahren.
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Überlegungen zum Material: Auch die Wahl des Targetmaterials ist entscheidend. In der Regel werden Materialien wie Gold oder Chrom verwendet, da sie bestimmte Vorteile bieten, wie z. B. eine feinere Korngröße und dünnere durchgehende Schichten. Die Vakuumbedingungen, die für ein effektives Sputtern mit bestimmten Materialien erforderlich sind, können strenger sein, was fortschrittliche Vakuumsysteme erforderlich macht.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Target beim Sputtern die Kathode ist, die eine zentrale Rolle bei der Abscheidung von Materialien auf Substraten durch den kontrollierten Beschuss mit hochenergetischen Ionen spielt. Der Prozess wird durch die elektrische Konfiguration, die Beschaffenheit des Targetmaterials und den technischen Aufbau des Sputtersystems beeinflusst.
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