Unter Sputtern versteht man bei der Plasmabehandlung den Prozess, bei dem ein hochenergetisches Plasma Atome von der Oberfläche eines festen Zielmaterials ablöst. Dieses Verfahren wird häufig verwendet, um dünne Schichten von Materialien auf Substraten für verschiedene Anwendungen in der Optik, Elektronik und anderen Bereichen abzuscheiden.
Bei der Sputtertechnik wird ein kontrolliertes Gas, in der Regel Argon, in eine Vakuumkammer eingeleitet. Die Kammer enthält eine Kathode, die das Zielmaterial darstellt, das auf die Substrate aufgebracht wird. Wenn die Kathode elektrisch erregt wird, erzeugt sie ein sich selbst erhaltendes Plasma.
Innerhalb des Plasmas werden die Gasatome durch den Verlust von Elektronen zu positiv geladenen Ionen. Diese Ionen werden dann mit ausreichender kinetischer Energie beschleunigt, um das Zielmaterial zu treffen und Atome oder Moleküle von seiner Oberfläche zu lösen. Das herausgelöste Material bildet einen Dampfstrom, der durch die Kammer strömt und als dünner Film oder Beschichtung auf die Substrate auftrifft und dort haften bleibt.
Der Prozess des Sputterns umfasst die folgenden Schritte:
1. Ionen eines Inertgases, z. B. Argon, werden in das Zielmaterial beschleunigt.
2. Die Ionen übertragen Energie auf das Zielmaterial, wodurch es erodiert und neutrale Teilchen ausstößt.
3. Die neutralen Teilchen aus dem Target durchqueren die Kammer und werden als dünner Film auf der Oberfläche der Substrate abgeschieden.
Die gesputterten Schichten weisen eine hervorragende Gleichmäßigkeit, Dichte, Reinheit und Haftung auf. Diese Technik ermöglicht die Abscheidung präziser Zusammensetzungen, einschließlich Legierungen, durch konventionelles Sputtern. Das reaktive Sputtern ermöglicht die Abscheidung von Verbindungen wie Oxiden und Nitriden.
Sputtern wird auch als Ätzverfahren eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften einer Oberfläche zu verändern. In diesem Fall wird eine Gasplasmaentladung zwischen einem Kathodenplattierungsmaterial und einem Anodensubstrat erzeugt. Die durch Sputtern erzeugten Ablagerungen sind in der Regel dünn, zwischen 0,00005 und 0,01 mm, und können Materialien wie Chrom, Titan, Aluminium, Kupfer, Molybdän, Wolfram, Gold und Silber enthalten.
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