Beim Sputtern im Rahmen der Plasmabehandlung werden durch ein hochenergetisches Plasma Atome aus der Oberfläche eines festen Zielmaterials herausgelöst.
Dieses Verfahren wird häufig eingesetzt, um dünne Materialschichten auf Substrate für verschiedene Anwendungen in der Optik, Elektronik und anderen Bereichen aufzubringen.
7 wichtige Punkte zum Verständnis des Sputterns bei der Plasmabehandlung
1. Einführung in das Sputtern
Beim Sputtern 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.
2. Plasmaerzeugung
Wenn die Kathode elektrisch erregt wird, erzeugt sie ein selbsterhaltendes Plasma.
Innerhalb des Plasmas werden die Gasatome durch den Verlust von Elektronen zu positiv geladenen Ionen.
3. Ionenbeschleunigung
Diese Ionen werden dann mit ausreichender kinetischer Energie beschleunigt, um auf das Zielmaterial zu treffen und Atome oder Moleküle von dessen Oberfläche zu lösen.
4. Bildung eines Dampfstroms
Das herausgelöste Material bildet einen Dampfstrom, der durch die Kammer strömt, auf die Substrate trifft und dort als dünner Film oder Beschichtung haften bleibt.
5. Sputtering-Prozessschritte
- Ionen eines Inertgases, z. B. Argon, werden in das Zielmaterial beschleunigt.
- Die Ionen übertragen Energie auf das Targetmaterial, wodurch dieses erodiert und neutrale Teilchen ausgestoßen werden.
- Die neutralen Teilchen aus dem Target durchqueren die Kammer und werden als dünner Film auf der Oberfläche der Substrate abgeschieden.
6. Merkmale von gesputterten Schichten
Gesputterte Schichten zeichnen sich durch hervorragende Gleichmäßigkeit, Dichte, Reinheit und Haftung aus.
Diese Technik ermöglicht die Abscheidung präziser Zusammensetzungen, einschließlich Legierungen, durch konventionelles Sputtern.
Reaktives Sputtern ermöglicht die Abscheidung von Verbindungen wie Oxiden und Nitriden.
7. Sputtern als Ätzverfahren
Sputtern wird auch als Ätzverfahren eingesetzt, um die physikalischen Eigenschaften einer Oberfläche zu verändern.
In diesem Fall wird eine Gasplasmaentladung zwischen einem kathodischen Beschichtungsmaterial 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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