Sputtern ist ein Vakuumverfahren zur Abscheidung dünner Materialschichten auf Oberflächen. Dabei wird in einer Vakuumkammer ein Gasplasma erzeugt, das Ionen in ein Ausgangsmaterial beschleunigt, wodurch Atome herausgeschlagen werden und sich auf einem Substrat ablagern. Der Hauptunterschied zwischen Gleichstrom- (DC) und Hochfrequenzsputtern (RF) liegt in der Stromquelle und der Fähigkeit, isolierende Materialien zu verarbeiten.
DC-Sputtern:
Beim DC-Sputtern wird eine Gleichstromquelle verwendet, die für isolierende Materialien nicht ideal ist, da sie Ladungen aufbauen und den Sputterprozess unterbrechen können. Diese Methode erfordert eine sorgfältige Regulierung von Prozessfaktoren wie Gasdruck, Target-Substrat-Abstand und Spannung, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Das DC-Sputtern arbeitet in der Regel mit höheren Kammerdrücken (etwa 100 mTorr) und erfordert Spannungen zwischen 2.000 und 5.000 Volt.RF-Zerstäubung:
Beim HF-Sputtern hingegen wird eine Wechselstromquelle verwendet, die eine Ladungsbildung auf dem Target verhindert und sich daher für das Sputtern von Isoliermaterialien eignet. Bei dieser Technik kann das Gasplasma bei sehr viel niedrigeren Kammerdrücken (unter 15 mTorr) gehalten werden, wodurch Kollisionen zwischen geladenen Plasmateilchen und dem Targetmaterial reduziert werden. Das RF-Sputtern erfordert höhere Spannungen (1.012 Volt oder mehr), da kinetische Energie eingesetzt wird, um Elektronen aus den Gasatomen zu entfernen, wodurch Radiowellen entstehen, die das Gas ionisieren. Die Anwendung eines alternativen Stroms bei Frequenzen von 1 MHz oder höher hilft bei der elektrischen Entladung des Targets während des Sputterns, ähnlich wie beim Stromfluss durch dielektrische Medien von Kondensatoren in Reihe.
