Sputtern und thermisches Aufdampfen sind zwei Methoden, um dünne Schichten auf Substraten abzuscheiden.
Bei der Sputtering-Beschichtung werden mit Hilfe von angeregten Gasmolekülen dünne Schichten auf dem Substrat abgeschieden. Es bietet eine bessere Schichtabdeckung und kann für die Abscheidung von Metallen, Nichtmetallen, Legierungen und Oxiden verwendet werden. Das Sputtern bietet eine bessere Schichtqualität und Gleichmäßigkeit, was zu einer höheren Ausbeute führen kann. Es bietet auch Skalierbarkeit, wenn auch zu höheren Kosten und mit komplexeren Anlagen. Sputtern ist eine gute Option für dickere Metall- oder Isolierschichten.
Bei der thermischen Verdampfung hingegen wird ein festes Ausgangsmaterial mit Hilfe von Wärme verdampft oder sublimiert. Es gibt zwei Formen der thermischen Verdampfung: die thermische Widerstandsverdampfung und die E-Beam-Verdampfung. Das thermische Verdampfen ist im Vergleich zum Sputtern kostengünstiger und weniger komplex. Sie bietet höhere Abscheidungsraten und ermöglicht einen hohen Durchsatz und eine Produktion in großen Stückzahlen. Für dünnere Schichten aus Metallen oder Nichtmetallen mit niedrigeren Schmelztemperaturen kann die thermische Widerstandsverdampfung die bessere Wahl sein. Die E-Beam-Verdampfung eignet sich für eine verbesserte Stufenbedeckung oder für die Arbeit mit einer breiten Palette von Materialien.
Sputtern und thermisches Verdampfen weisen einige deutliche Unterschiede auf. Beim Sputtern wird nicht verdampft, sondern es werden energiereiche Plasmaatome auf ein negativ geladenes Ausgangsmaterial geschossen. Durch den Aufprall der energiegeladenen Atome brechen Atome aus dem Ausgangsmaterial ab und bleiben am Substrat haften, wodurch eine dünne Schicht entsteht. Das Sputtern findet im Vakuum statt und ermöglicht eine bessere Beschichtung von komplexen Substraten. Es ist in der Lage, hochreine Dünnschichten herzustellen.
Bei der thermischen Verdampfung hingegen wird ein festes Ausgangsmaterial durch Wärme verdampft oder sublimiert. Dies kann durch thermische Widerstandsverdampfung oder Elektronenstrahlverdampfung erfolgen. Die bei thermischen Verdampfungsprozessen eingesetzten Energien hängen von der Temperatur des zu verdampfenden Ausgangsmaterials ab. Bei der thermischen Verdampfung werden dünne Schichten tendenziell schneller abgeschieden als beim Sputtern.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Sputterabscheidung eine bessere Schichtqualität, Gleichmäßigkeit und Stufenbedeckung bietet, aber komplexer und teurer ist. Die thermische Verdampfung hingegen ist kostengünstiger und hat höhere Abscheideraten. Die Wahl zwischen den beiden Verfahren hängt von Faktoren wie der Dicke der Beschichtung, der Art des Materials und der gewünschten Schichtqualität ab.
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