Das Sputtern von Metall ist ein komplexer Prozess, der mehrere entscheidende Schritte umfasst.
Die 7 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Erzeugung eines hohen elektrischen Feldes
Ein hohes elektrisches Feld wird um das zu beschichtende Material oder Ziel erzeugt.
2. Erzeugen eines Plasmas
Dieses elektrische Feld trägt zur Erzeugung eines Plasmas bei.
3. Einleiten von Inertgas
Inertes Gas, z. B. Neon, Argon oder Krypton, wird in eine Vakuumkammer geleitet, in der sich das Beschichtungsmaterial und das Substrat befinden.
4. Ionisierung der Gasatome
Eine Stromquelle sendet eine Energiewelle durch das Gas, um die Gasatome zu ionisieren, wodurch sie eine positive Ladung erhalten.
5. Anziehung positiver Ionen
Das negativ geladene Zielmaterial zieht die positiven Ionen an.
6. Kollision und Verdrängung
Es kommt zu einer Kollision, bei der die positiven Ionen die Zielatome verdrängen.
7. Sputtern und Abscheidung
Die verdrängten Target-Atome brechen in einen Sprühnebel von Teilchen auf, die "absputtern" und die Vakuumkammer durchqueren. Diese gesputterten Teilchen landen auf dem Substrat, wo sie sich als dünne Schicht ablagern.
Die Geschwindigkeit des Sputterns hängt von verschiedenen Faktoren ab, u. a. von der Stromstärke, der Strahlenergie und den physikalischen Eigenschaften des Targetmaterials.
Sputtern ist ein physikalischer Prozess, bei dem Atome in einem Festkörpertarget durch Beschuss mit energiereichen Ionen, hauptsächlich Edelgasionen, freigesetzt werden und in die Gasphase übergehen.
Es wird üblicherweise für die Sputterabscheidung, eine auf Hochvakuum basierende Beschichtungstechnik, sowie für die Herstellung hochreiner Oberflächen und die Analyse der chemischen Zusammensetzung von Oberflächen verwendet.
Beim Magnetronsputtern wird ein kontrollierter Gasstrom, in der Regel Argon, in eine Vakuumkammer eingeleitet.
Eine elektrisch geladene Kathode, die Target-Oberfläche, zieht Target-Atome innerhalb des Plasmas an.
Die Kollisionen im Plasma bewirken, dass energiereiche Ionen Moleküle aus dem Material herauslösen, die dann die Vakuumkammer durchqueren und das Substrat beschichten, so dass eine dünne Schicht entsteht.
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