Bei der Abscheidung von Dünnschichten mit dem Magnetron-Sputterverfahren sind mehrere wichtige Parameter zu berücksichtigen, die die Leistung und Qualität der abgeschiedenen Schichten erheblich beeinflussen.
Verständnis der wichtigsten Parameter
Ziel-Leistungsdichte (Target Power Density)
Dieser Parameter ist entscheidend, da er sich direkt auf die Sputterrate und die Qualität der Schicht auswirkt. Eine höhere Target-Leistungsdichte erhöht die Sputterrate, kann aber aufgrund der verstärkten Ionisierung zu einer schlechteren Schichtqualität führen.
Die Leistungsdichte des Targets kann anhand einer Formel berechnet werden, die Faktoren wie Ionenflussdichte, Anzahl der Targetatome pro Volumeneinheit, Atomgewicht, Abstand zwischen Target und Substrat, durchschnittliche Geschwindigkeit der gesputterten Atome, kritische Geschwindigkeit und Ionisierungsgrad berücksichtigt.
Gasdruck
Der Gasdruck in der Sputterkammer wirkt sich auf die mittlere freie Weglänge der gesputterten Teilchen aus und beeinflusst somit die Gleichmäßigkeit und Qualität der Schichtdicke. Die Optimierung des Gasdrucks trägt dazu bei, die gewünschten Schichteigenschaften und die Gleichmäßigkeit der Schichtdicke zu erreichen.
Temperatur des Substrats
Die Temperatur des Substrats während der Abscheidung kann die Haftung, die Kristallinität und die Spannung der Schicht beeinflussen. Eine ordnungsgemäße Kontrolle der Substrattemperatur ist unerlässlich, um Schichten mit den gewünschten Eigenschaften zu erhalten.
Abscheiderate
Dieser Parameter bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die Schicht abgeschieden wird. Er ist entscheidend für die Kontrolle der Schichtdicke und der Gleichmäßigkeit. Eine höhere Abscheiderate kann zu ungleichmäßigen Schichten führen, während eine niedrigere Rate für industrielle Anwendungen ineffizient sein kann.
Erreichen der gewünschten Filmeigenschaften
Durch die sorgfältige Einstellung und Optimierung dieser Parameter - Zielleistungsdichte, Gasdruck, Substrattemperatur und Abscheiderate - ist es möglich, mit Magnetron-Sputtertechniken dünne Schichten mit den gewünschten Eigenschaften wie gleichmäßige Dicke, hohe Dichte und geringe Rauheit zu erzielen.
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