Sputtern ist eine Technik zur Abscheidung von Dünnschichten.
Dabei werden durch den Beschuss mit hochenergetischen Teilchen, in der Regel Ionen, Atome aus einem festen Zielmaterial herausgeschleudert.
Diese ausgestoßenen Atome werden dann auf einem Substrat abgeschieden, um einen dünnen Film zu bilden.
Dieses Verfahren wird in verschiedenen Industriezweigen für Anwendungen wie Halbleiterverarbeitung, Präzisionsoptik und Oberflächenbearbeitung eingesetzt.
Was ist das herkömmliche Sputtering-Verfahren? Die 6 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Aufbau der Vakuumkammer
Das Targetmaterial, die Quelle der abzuscheidenden Atome, und das Substrat, auf dem die Abscheidung erfolgt, befinden sich in einer Vakuumkammer.
Diese Umgebung ist von entscheidender Bedeutung, da sie Verunreinigungen minimiert und eine präzise Steuerung des Abscheidungsprozesses ermöglicht.
2. Einleiten von Gas
Eine kontrollierte Gasmenge, in der Regel Argon, wird in die Kammer eingeleitet.
Argon wird wegen seiner chemischen Inertheit gewählt, die unerwünschte chemische Reaktionen während des Sputterprozesses verhindert.
3. Erzeugung des Plasmas
Zwischen dem Target und dem Substrat wird eine Spannung angelegt, wodurch das Target zur Kathode wird.
Diese elektrische Potentialdifferenz ionisiert das Argongas, wodurch ein Plasma entsteht.
In diesem Plasma verlieren die Argonatome Elektronen und werden zu positiv geladenen Ionen.
4. Ionenbombardement und Sputtern
Die positiv geladenen Argon-Ionen werden durch das elektrische Feld auf das negativ geladene Target beschleunigt.
Beim Aufprall haben diese Ionen genügend Energie, um Atome oder Moleküle von der Oberfläche des Targets abzulösen.
Dieser Vorgang wird als Sputtern bezeichnet.
5. Abscheidung eines Dünnfilms
Das ausgestoßene Targetmaterial bildet einen Dampf, der durch die Kammer wandert und sich auf dem Substrat ablagert.
Durch diese Abscheidung entsteht ein dünner Film mit hervorragender Gleichmäßigkeit, Dichte und Adhäsionseigenschaften.
6. Arten des Sputterns
Es gibt verschiedene Arten von Sputtertechniken, darunter kathodisches Sputtern, Diodensputtern, HF- oder DC-Sputtern, Ionenstrahlsputtern und reaktives Sputtern.
Diese Methoden unterscheiden sich vor allem in der Art und Weise, wie das Plasma erzeugt und gesteuert wird, aber der grundlegende Prozess des Atomausstoßes und der Abscheidung bleibt derselbe.
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