Sputtertargets sind wesentliche Komponenten im Prozess der Herstellung dünner Schichten.
Diese Targets liefern das für die Sputterabscheidung benötigte Material.
Dieses Verfahren ist für die Herstellung von Halbleitern, Computerchips und anderen elektronischen Bauteilen unerlässlich.
Im Folgenden wird die Funktion eines Sputtertargets in sechs Schlüsselaufgaben unterteilt.
Was ist die Funktion eines Sputtertargets? 6 Schlüsselrollen erklärt
1. Materialquelle
Das Sputtertarget besteht in der Regel aus metallischen Elementen, Legierungen oder Keramiken.
So werden beispielsweise Molybdän-Targets zur Herstellung leitfähiger Dünnschichten in Displays oder Solarzellen verwendet.
Die Wahl des Materials hängt von den gewünschten Eigenschaften der Dünnschicht ab, wie Leitfähigkeit, Härte oder optische Eigenschaften.
2. Vakuumumgebung
Zu Beginn des Prozesses wird die Luft aus der Beschichtungskammer abgesaugt, um ein Vakuum zu erzeugen.
Dadurch wird sichergestellt, dass die Umgebung frei von Verunreinigungen ist, die den Abscheidungsprozess stören könnten.
Der Basisdruck in der Kammer ist extrem niedrig, etwa ein Milliardstel des normalen Atmosphärendrucks.
Dies erleichtert die effiziente Zerstäubung des Zielmaterials.
3. Einführung von Inertgas
In die Kammer werden Inertgase, in der Regel Argon, eingeleitet.
Diese Gase werden ionisiert und bilden ein Plasma, das für den Sputterprozess unerlässlich ist.
Die Plasmaumgebung wird auf einem niedrigen Gasdruck gehalten, der für den effizienten Transport der gesputterten Atome zum Substrat erforderlich ist.
4. Sputterprozess
Die Plasma-Ionen stoßen mit dem Targetmaterial zusammen und schlagen Atome aus dem Target ab (Sputtern).
Die Energie der Ionen und die Masse der Targetatome bestimmen die Sputterrate.
Dieser Prozess wird sorgfältig gesteuert, um eine gleichbleibende Rate der Materialabscheidung zu gewährleisten.
Die gesputterten Atome bilden in der Kammer eine Wolke aus Quellatomen.
5. Dünnschichtabscheidung
Die gesputterten Atome wandern durch die Kammer und lagern sich auf dem Substrat ab.
Der niedrige Druck und die Eigenschaften des gesputterten Materials sorgen dafür, dass die Abscheidung sehr gleichmäßig erfolgt.
Das Ergebnis ist ein dünner Film von gleichmäßiger Dicke.
Diese Gleichmäßigkeit ist entscheidend für die Leistung der beschichteten Substrate, insbesondere bei elektronischen Anwendungen, bei denen es auf eine präzise Dicke und Zusammensetzung ankommt.
6. Reproduzierbarkeit und Skalierbarkeit
Das Sputtern ist ein wiederholbarer Prozess, der für mittlere bis große Chargen von Substraten verwendet werden kann.
Diese Skalierbarkeit macht es zu einer effizienten Methode für industrielle Anwendungen, bei denen große Mengen von Komponenten mit dünnen Schichten beschichtet werden müssen.
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