Die beim HF-Sputtern verwendete Frequenz liegt in der Regel im Bereich von 5-30 MHz, wobei 13,56 MHz die häufigste Frequenz ist. Diese Frequenz wurde gewählt, weil sie in der ITU-Vollzugsordnung für den Funkdienst für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Instrumente (ISM) vorgesehen ist, so dass sie keine Telekommunikationsdienste stören kann. Außerdem ist 13,56 MHz niedrig genug, um genügend Zeit für die Impulsübertragung von Argon-Ionen auf das Target zu haben, was für den Sputterprozess entscheidend ist.
Die Wahl von 13,56 MHz ist aus mehreren Gründen von strategischer Bedeutung:
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ISM-Band-Zuweisung: Die Internationale Fernmeldeunion (ITU) hat 13,56 MHz als Teil des ISM-Bandes ausgewiesen, das speziell für industrielle, wissenschaftliche und medizinische Anwendungen bestimmt ist. Diese Zuweisung trägt dazu bei, Interferenzen mit anderen Funkfrequenzen zu vermeiden, und stellt sicher, dass der Sputterprozess ohne Unterbrechung oder Beeinträchtigung durch andere RF-basierte Technologien ablaufen kann.
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Wirkungsgrad der Impulsübertragung: Bei dieser Frequenz ist die Zeitskala für die effiziente Impulsübertragung von Argon-Ionen auf das Zielmaterial günstig. Dies ist von entscheidender Bedeutung, denn bei einer höheren Frequenz hätten die Ionen nicht genügend Zeit, ihren Impuls effektiv zu übertragen, was zu einer weniger effizienten Sputterung führen könnte.
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Dynamik der Elektronen: Die Frequenz von 13,56 MHz ist auch im Hinblick auf die Elektronendynamik ausgewogen. Bei höheren Frequenzen werden die Elektronen im Sputterprozess dominanter, was die Abscheidungseigenschaften verändern kann, so dass er der Elektronenstrahlverdampfung ähnlicher wird. Durch die Verwendung von 13,56 MHz hält der Prozess ein Gleichgewicht aufrecht, bei dem sowohl Ionen als auch Elektronen eine wichtige Rolle spielen, wobei die Ionen jedoch nicht immobilisiert werden, was eine effektive Sputterung gewährleistet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Frequenz von 13,56 MHz bei der HF-Zerstäubung sowohl auf die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften als auch auf praktische Erwägungen im Zusammenhang mit der Physik der Ionen- und Elektronenwechselwirkungen während des Zerstäubungsprozesses zurückzuführen ist. Diese Frequenz gewährleistet einen effizienten und störungsfreien Betrieb des Sputtersystems und ist damit ideal für die Abscheidung von Dünnschichten, insbesondere für nichtleitende Materialien.
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