Das Sputtering-Verfahren zur Oberflächenbehandlung ist eine Technik der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD). Es beinhaltet den Ausstoß von Atomen aus einem festen Zielmaterial. Diese Atome werden dann als Dünnschicht auf ein Substrat aufgebracht. Bei diesem Verfahren wird ein Gasplasma, ein teilweise ionisiertes Gas, verwendet.
Was ist der Sputtering-Prozess der Oberflächenbehandlung? Die 7 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Vorbereiten der Vakuumkammer
Eine Vakuumkammer wird eingerichtet. Das Zielbeschichtungsmaterial (Kathode) und das Substrat (Anode) werden in dieser Kammer platziert.
2. Einleiten des Inertgases
In die Kammer wird ein Inertgas, wie Argon, Neon oder Krypton, eingeleitet. Dieses Gas bildet das für den Sputterprozess benötigte Plasma.
3. Ionisierung des Gases
Eine Stromquelle legt eine Potenzialdifferenz oder elektromagnetische Anregung an, um die Gasatome zu ionisieren. Dadurch erhalten sie eine positive Ladung.
4. Anziehung positiver Ionen
Die positiv geladenen Gasionen werden von dem negativ geladenen Zielmaterial angezogen. Diese Ionen stoßen mit der Oberfläche des Zielmaterials zusammen, übertragen ihre Energie und bewirken den Ausstoß von Atomen aus dem Zielmaterial.
5. Ausgeschleuderte Atome im neutralen Zustand
Die aus dem Targetmaterial herausgeschleuderten Atome befinden sich in einem neutralen Zustand. Sie durchqueren die Vakuumkammer.
6. Abscheidung des Dünnfilms
Die neutralen Atome lagern sich dann auf der Substratoberfläche ab und bilden eine dünne Schicht. Der gesputterte Film weist eine hervorragende Gleichmäßigkeit, Dichte, Reinheit und Haftung auf.
7. Steuerung der Sputterrate
Die Sputterrate, d. h. die Rate, mit der die Atome aus dem Target ausgestoßen und auf dem Substrat abgeschieden werden, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören der Strom, die Strahlenergie und die physikalischen Eigenschaften des Targetmaterials.
Das Sputtern ist in verschiedenen Industriezweigen für die Oberflächenbehandlung und die Abscheidung dünner Schichten weit verbreitet. Es wird häufig zur Abscheidung dünner Schichten von Halbleitern, CDs, Festplattenlaufwerken und optischen Geräten verwendet. Das Verfahren ermöglicht die Herstellung von Legierungen und Verbindungen mit präziser Zusammensetzung durch reaktives Sputtern. Die daraus resultierenden Schichten haben hervorragende Eigenschaften und können für eine Reihe von Anwendungen eingesetzt werden.
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