Der Hauptunterschied zwischen DC- und RF-Magnetronsputtern liegt in der Art der an das Target angelegten Spannung. Beim Gleichstrom-Magnetron-Sputtern wird eine konstante Spannung angelegt, während beim Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern eine Wechselspannung mit Radiofrequenzen verwendet wird. Diese Unterscheidung hat mehrere Auswirkungen auf den Sputterprozess und die Arten von Materialien, die effektiv gesputtert werden können.
DC-Magnetron-Sputtern:
Beim Gleichstrom-Magnetronsputtern wird das Zielmaterial mit energiereichen Ionen aus einem Plasma beschossen, wodurch Atome aus dem Zielmaterial herausgeschleudert werden und sich auf einem Substrat ablagern. Diese Methode ist einfach und effizient für leitende Materialien, da die konstante Spannung ein stabiles Plasma und eine gleichmäßige Sputterrate gewährleistet. Allerdings kann es beim DC-Sputtern zu Ladungsansammlungen auf der Oberfläche des Targets kommen, insbesondere beim Sputtern von isolierenden Materialien, was den Sputterprozess stören kann.RF-Magnetronzerstäubung:
Beim RF-Magnetron-Sputtern wird eine Wechselspannung verwendet, die typischerweise bei Radiofrequenzen (13,56 MHz) anliegt, was dazu beiträgt, dass sich keine Ladungen auf der Oberfläche des Targets ablagern. Dadurch eignet sich das RF-Sputtern besonders für isolierende Materialien, da der Wechselstrom jegliche Ladungsansammlung effektiv neutralisiert. Außerdem kann beim HF-Sputtern das Gasplasma bei einem deutlich niedrigeren Kammerdruck (unter 15 mTorr) gehalten werden als beim Gleichstromsputtern (das etwa 100 mTorr erfordert). Dieser niedrigere Druck reduziert die Anzahl der Kollisionen zwischen geladenen Plasmateilchen und dem Zielmaterial, was zu einem direkteren Weg für die Sputterung führt.
Vorteile und Nachteile:
Das HF-Sputtern hat den Vorteil, dass sowohl metallische als auch dielektrische Werkstoffe effektiv gesputtert werden können, ohne dass die Gefahr von Lichtbögen besteht, die beim Gleichstrom-Sputtern auftreten können, insbesondere wenn sich Oxidinseln oder Unebenheiten auf dem Target befinden. Das Stromversorgungssystem für das HF-Sputtern ist jedoch komplexer und weniger effizient als das des DC-Sputterns. HF-Stromversorgungen sind in der Regel weniger effizient und erfordern ausgefeiltere Kühlsysteme, was ihren Betrieb, insbesondere bei höheren Leistungen, teurer macht.
Anwendungen:
