Die Einschränkungen des Sputterverfahrens lassen sich wie folgt zusammenfassen:
1) Es können nur elektrische Leiter gesputtert werden: Der Sputterprozess erfordert die Bildung eines Gegenfeldes, um den Sputterprozess zu stoppen. Dies bedeutet, dass nur Materialien, die Elektrizität leiten können, gesputtert werden können. Nicht leitende Materialien können das Gegenfeld nicht aufbauen und können daher nicht gesputtert werden.
2) Niedrige Sputtering-Raten: Das Sputterverfahren erzielt niedrige Sputterraten, da nur wenige Argon-Ionen gebildet werden. Dies schränkt die Effizienz und Geschwindigkeit des Abscheidungsprozesses ein.
3) Schwierige Kombination mit dem Lift-off-Verfahren zur Schichtstrukturierung: Aufgrund der diffusen Transportcharakteristik des Sputterns ist es schwierig, den Weg der Atome während des Abscheidungsprozesses vollständig zu begrenzen. Dies kann zu Verunreinigungsproblemen führen und macht es schwierig, das Sputtern mit Lift-off-Techniken zur Strukturierung der Schicht zu kombinieren.
4) Verunreinigung und Einführung von Verunreinigungen: Durch das Sputtern können Verunreinigungen in das Substrat eingebracht werden, da die inerten Sputtergase in die wachsende Schicht eingebaut werden. Dies kann die Qualität und Reinheit der abgeschiedenen Schicht beeinträchtigen.
5) Hohe Kapitalkosten: Das Sputtering-Verfahren erfordert hohe Kapitalkosten, was für einige Anwendungen oder Branchen mit begrenztem Budget eine Einschränkung darstellen kann.
6) Geringe Abscheideraten für einige Materialien: Einige Materialien, wie SiO2, weisen beim Sputtern relativ niedrige Abscheidungsraten auf. Dies kann die Effizienz und Produktivität des Sputterprozesses für diese Materialien einschränken.
7) Zersetzung organischer Feststoffe: Organische Feststoffe können durch Ionenbeschuss während des Sputterprozesses leicht abgebaut werden. Dies schränkt die Anwendbarkeit des Sputterns für diese Materialien ein.
Zusätzlich zu diesen Einschränkungen ist zu erwähnen, dass das Sputtering-Verfahren auch Vorteile hat, wie z. B. eine bessere Schichtverdichtung, geringere Eigenspannungen auf dem Substrat und eine ähnliche Konzentration der abgeschiedenen Schicht im Vergleich zum Rohmaterial. Die oben genannten Einschränkungen sind jedoch Faktoren, die berücksichtigt und angegangen werden müssen, um das Sputterverfahren für bestimmte Anwendungen zu optimieren.
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