Der Hauptunterschied zwischen RF-Sputtern und DC-Sputtern liegt in den Stromquellen. Beim DC-Sputtern wird Gleichstrom als Stromquelle verwendet, während beim RF-Sputtern eine Wechselstromquelle zum Einsatz kommt. Dieser Unterschied in den Stromquellen führt zu mehreren Unterschieden zwischen den beiden Sputtertechniken.
1. Erforderliche Spannung: Beim DC-Sputtern werden in der Regel 2.000-5.000 Volt benötigt, während beim RF-Sputtern 1.012 Volt oder mehr erforderlich sind, um die gleiche Abscheidungsrate zu erreichen. Das liegt daran, dass beim DC-Sputtern das Gasplasma direkt mit Ionen beschossen wird, während beim RF-Sputtern kinetische Energie eingesetzt wird, um Elektronen aus den äußeren Schalen der Gasatome zu entfernen. Die Erzeugung von Radiowellen beim RF-Sputtern erfordert eine höhere Energiezufuhr, um die gleiche Wirkung wie ein Elektronenstrom zu erzielen.
2. Kammerdruck: Beim RF-Sputtern kann das Gasplasma bei einem wesentlich niedrigeren Kammerdruck von unter 15 mTorr gehalten werden, verglichen mit den 100 mTorr, die beim DC-Sputtern erforderlich sind. Dieser niedrigere Druck trägt dazu bei, die Anzahl der Kollisionen zwischen den geladenen Plasmateilchen und dem Targetmaterial zu verringern, wodurch ein direkterer Weg zum Sputtertarget geschaffen wird.
3. Anwendbarkeit: Das DC-Sputtern ist weit verbreitet, effektiv und wirtschaftlich. Es ist für die Verarbeitung großer Substratmengen geeignet. Das HF-Sputtern hingegen eignet sich sowohl für leitende als auch für nicht leitende gesputterte Materialien. Es ist teurer und hat eine geringere Sputterausbeute, weshalb es sich eher für kleinere Substratgrößen eignet.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hauptunterschiede zwischen dem HF-Sputtern und dem DC-Sputtern in den Energiequellen, den Spannungsanforderungen, den Kammerdrücken und der Anwendbarkeit liegen. Das HF-Sputtern verwendet eine Wechselstromquelle, erfordert eine höhere Spannung, arbeitet mit niedrigerem Kammerdruck und eignet sich sowohl für leitende als auch für nichtleitende Materialien. Das DC-Sputtern verwendet eine Gleichstromquelle, benötigt eine niedrigere Spannung, arbeitet mit einem höheren Kammerdruck und ist wirtschaftlicher für die Verarbeitung großer Substratmengen.
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