RF-Sputtern ist ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten.
Dabei wird Hochfrequenzenergie (RF) zur Ionisierung von Gasatomen verwendet.
Diese Methode eignet sich besonders für die Abscheidung nicht leitender Materialien.
Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Aufbau der Vakuumkammer
Das Verfahren beginnt damit, dass das Zielmaterial und das Substrat in eine Vakuumkammer gelegt werden.
In die Kammer werden Inertgase wie Argon eingeleitet.
2. Ionisierung der Gasatome
Eine HF-Stromquelle erzeugt Radiowellen mit einer Frequenz von 13,56 MHz.
Dadurch werden die Inertgasatome ionisiert.
Bei der Ionisierung werden Elektronen aus den äußeren Schalen der Gasatome entfernt.
Dadurch werden sie in positiv geladene Ionen umgewandelt.
3. Sputtering-Prozess
Die ionisierten Gasatome werden in Richtung des Zielmaterials beschleunigt.
Dies ist auf das elektrische Feld zurückzuführen, das von der HF-Stromquelle erzeugt wird.
Wenn diese Ionen auf das Targetmaterial treffen, werden Atome oder Moleküle aus der Oberfläche des Targets herausgeschleudert.
4. Abscheidung auf dem Substrat
Die gesputterten Teilchen wandern durch das Vakuum und lagern sich auf dem Substrat ab.
So entsteht ein dünner Film.
Der Einsatz von HF-Energie hilft, die Ladungsbildung auf der Oberfläche des Targets zu steuern.
Während der positiven Hälfte des HF-Zyklus werden Elektronen vom Target angezogen, wodurch positive Ladungen neutralisiert werden.
In der negativen Hälfte wird der Ionenbeschuss fortgesetzt und der Sputterprozess aufrechterhalten.
5. Vorteile gegenüber der DC-Sputterung
Das RF-Sputtern ist vorteilhaft für die Abscheidung nicht leitender Materialien.
Es verhindert die Ansammlung von Ladungen auf der Oberfläche des Targets.
Dies wird durch den Wechsel der HF-Leistung erreicht.
Es ermöglicht eine periodische Neutralisierung der Oberfläche des Targets.
Leistungsanforderungen
Das RF-Sputtern erfordert eine höhere Spannung als das DC-Sputtern.
Dies liegt daran, dass HF-Systeme Energie verwenden, um Elektronen aus den äußeren Schalen der Gasatome zu entfernen.
Dieser Prozess erfordert mehr Energie als der direkte Elektronenbeschuss bei Gleichstromsystemen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das HF-Sputtern eine leistungsstarke Technik für die Abscheidung dünner Schichten ist.
Es eignet sich besonders gut für nichtleitende Materialien.
Dabei wird Hochfrequenzenergie zur Ionisierung von Gasatomen eingesetzt.
Dabei wird auch die Ladungsverteilung auf der Oberfläche des Targets kontrolliert.
Dies gewährleistet eine effiziente und gleichmäßige Abscheidung.
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