Beim Sputtern von Targets werden dünne Schichten mit Hilfe der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD) auf ein Substrat aufgebracht. Hier finden Sie eine ausführliche Erklärung des Prozesses:
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Einführung in die Vakuumkammer: Das zu beschichtende Substrat wird in einer Vakuumkammer platziert. Diese Kammer enthält zwei Magnete und wird zunächst evakuiert, um eine Vakuumumgebung zu schaffen. Der Grunddruck in der Kammer ist extrem niedrig, in der Regel etwa 10^-6 Millibar, was etwa einem Milliardstel des normalen Atmosphärendrucks entspricht.
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Einführung von Inertgas: Ein kontrolliertes Gas, in der Regel Argon, das chemisch inert ist, wird in die Vakuumkammer eingeleitet. Die Gasatome strömen kontinuierlich und schaffen eine Atmosphäre mit niedrigem Gasdruck, die für den Sputterprozess geeignet ist.
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Erzeugung des Plasmas: Ein elektrischer Strom wird an eine Kathode in der Kammer angelegt. Diese Kathode, die auch als Target bezeichnet wird, besteht aus dem Material, das auf dem Substrat abgeschieden werden soll. Durch die Stromzufuhr wird das Argongas ionisiert und in ein Plasma verwandelt. In diesem Zustand werden die Gasatome durch den Verlust von Elektronen zu positiv geladenen Ionen.
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Sputtern des Zielmaterials: Die ionisierten Gasatome werden durch ein Magnetfeld auf das Target beschleunigt. Wenn sie auf das Target treffen, versetzen sie Atome oder Moleküle aus dem Targetmaterial. Dieser Vorgang wird als Sputtern bezeichnet. Das gesputterte Material bildet einen Dampffluss.
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Abscheidung auf dem Substrat: Das verdampfte Material des Targets wandert durch die Kammer und lagert sich auf dem Substrat ab, wobei ein dünner Film oder eine Beschichtung entsteht. Dieser Film ist in der Regel gleichmäßig und haftet gut auf dem Substrat.
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Kühlung und Kontrolle: Während des Prozesses wird das Target mit Wasser gekühlt, um die entstehende Wärme abzuführen. Dies ist wichtig, um die Integrität des Targetmaterials zu erhalten und Schäden an den Geräten zu vermeiden.
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Qualitätskontrolle und Analyse: Nach dem Sputterprozess wird die Qualität der abgeschiedenen Schicht analysiert. Jede Produktionscharge des Materials wird verschiedenen Analyseverfahren unterzogen, um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Standards entspricht. Mit jeder Lieferung wird ein Analysezertifikat mitgeliefert, das die Qualität der Sputtertargets bescheinigt.
Dieses Verfahren ist in verschiedenen Industriezweigen von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei der Herstellung von Halbleitern, wo es zur Bildung leitender Schichten verwendet wird. Die Sputtertargets müssen eine hohe chemische Reinheit und metallurgische Gleichmäßigkeit aufweisen, um die strengen Anforderungen dieser Anwendungen zu erfüllen.
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