Sputtern ist ein faszinierender physikalischer Prozess, bei dem winzige Teilchen aus einem festen Material von dessen Oberfläche geschleudert werden.
Dies geschieht, wenn das Material von energiereichen Teilchen, in der Regel gasförmigen Ionen, beschossen wird, die von einem Plasma beschleunigt werden.
Es ist wichtig zu wissen, dass das Sputtern ein nicht-thermischer Verdampfungsprozess ist.
Das bedeutet, dass das Material dabei nicht auf extrem hohe Temperaturen erhitzt wird.
Was passiert beim Sputtern? Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Einrichten des Substrats
Der Prozess beginnt mit einem Substrat, das beschichtet werden muss.
Dieses Substrat wird in einer Vakuumkammer platziert, die mit einem Inertgas, in der Regel Argon, gefüllt ist.
2. Anbringen einer Ladung
Eine negative Ladung wird auf ein Ziel-Quellmaterial aufgebracht.
Dieses Material wird sich schließlich auf dem Substrat ablagern.
Durch diese Ladung wird das Plasma zum Glühen gebracht.
3. Elektronenkollisionen
Freie Elektronen fließen aus dem negativ geladenen Target-Quellmaterial in die Plasmaumgebung.
Diese Elektronen stoßen mit der äußeren Elektronenschale der Argon-Gasatome zusammen.
Durch den Zusammenstoß werden diese Elektronen aufgrund ihrer gleichartigen Ladung herausgeschleudert.
4. Ionenanziehung
Die Argon-Gasatome werden zu positiv geladenen Ionen.
Diese Ionen werden mit sehr hoher Geschwindigkeit von dem negativ geladenen Zielmaterial angezogen.
Diese Hochgeschwindigkeitsanziehung führt dazu, dass aufgrund des Impulses der Kollisionen atomgroße Teilchen aus dem Zielmaterial "abgesputtert" werden.
5. Abscheidung eines Dünnfilms
Die gesputterten Teilchen durchqueren dann die Vakuumbeschichtungskammer des Sputterbeschichters.
Sie werden als dünner Materialfilm auf der Oberfläche des zu beschichtenden Substrats abgeschieden.
Dieser Dünnfilm kann für verschiedene Anwendungen in der Optik, Elektronik und Nanotechnologie verwendet werden.
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