Technisches Team · Kintek Solution

Der Hauptunterschied zwischen Ionenstrahlsputtern und Magnetronsputtern liegt im Vorhandensein und in der Kontrolle des Plasmas, in der Art des Ionenbeschusses und in der Vielseitigkeit der Verwendung von Targets und Substraten.

Ionenstrahl-Sputtern:

1. Kein vorhandenes Plasma: Im Gegensatz zum Magnetronsputtern gibt es beim Ionenstrahlsputtern kein Plasma zwischen dem Substrat und dem Target. Da kein Plasma vorhanden ist, eignet sich dieses Verfahren für die Abscheidung von Materialien auf empfindlichen Substraten ohne das Risiko einer Plasmabeschädigung.
2. Geringerer Einschluss von Sputtergas: Das Fehlen eines Plasmas führt in der Regel auch zu einem geringeren Einschluss von Sputtergas in der Abscheidung, was zu reineren Schichten führt.
3. Vielseitigkeit bei der Verwendung von Targets und Substraten: Beim konventionellen Ionenstrahlsputtern gibt es keine Vorspannung zwischen dem Substrat und dem Target. Diese Eigenschaft ermöglicht die Verwendung sowohl von leitenden als auch von nichtleitenden Targets und Substraten und erweitert damit die Anwendungsmöglichkeiten.
4. Unabhängige Kontrolle der Parameter: Das Ionenstrahlsputtern bietet den einzigartigen Vorteil, dass die Ionenenergie, der Fluss, die Art der Ionen und der Einfallswinkel in einem weiten Bereich unabhängig voneinander gesteuert werden können, was eine präzise Kontrolle des Abscheidungsprozesses ermöglicht.

Magnetron-Sputtern:

1. Höhere Ionisationseffizienz: Magnetronsputtersysteme haben einen höheren Ionisierungswirkungsgrad, was zu einem dichteren Plasma führt. Dieses dichtere Plasma erhöht den Ionenbeschuss des Targets, was im Vergleich zum Ionenstrahlsputtern zu höheren Sputtering- und Abscheideraten führt.
2. Betriebsparameter: Durch die höhere Ionisierungseffizienz kann das Magnetronsputtern auch bei niedrigeren Kammerdrücken (10^-3 mbar im Vergleich zu 10^-2 mbar) und niedrigeren Vorspannungen (~ -500 V im Vergleich zu -2 bis -3 kV) betrieben werden, was für bestimmte Anwendungen von Vorteil sein kann.
3. Variabilität der Konfiguration: Die Magnetronzerstäubung kann im Wesentlichen auf zwei Arten konfiguriert werden: Balanced Magnetron Sputtering (BM) und Unbalanced Magnetron Sputtering (UBM), die jeweils unterschiedliche Plasmaverteilungen bieten und sich somit auf die Gleichmäßigkeit und Geschwindigkeit der Abscheidung auswirken.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich das Ionenstrahlsputtern durch seine plasmafreie Umgebung und seine vielseitige Verwendbarkeit mit verschiedenen Target- und Substratmaterialien auszeichnet, während sich das Magnetronsputtern aufgrund seiner dichten Plasmaumgebung durch höhere Abscheideraten und eine höhere Betriebseffizienz auszeichnet. Die Wahl zwischen den beiden Verfahren hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, z. B. von der Empfindlichkeit des Substrats, der gewünschten Reinheit der Beschichtung und der erforderlichen Abscheiderate.

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