Magnetronsputtern wird aus verschiedenen Gründen eingesetzt:
1. Höhere Abscheidungsrate: Das Magnetronsputtern ist eine Hochrate-Vakuumabscheidungstechnik, d. h., es kann im Vergleich zu anderen Verfahren Materialien mit einer höheren Rate auf Substrate abscheiden. Dies ist vorteilhaft für Industrien, die in großem Maßstab produzieren oder enge Fristen einhalten müssen.
2. Verbesserte Ionisierung: Durch den Einsatz eines Magnetfelds beim Magnetronsputtern werden Sekundärelektronen in der Nähe des Targets eingefangen. Diese Elektronen folgen spiralförmigen Bahnen um die Magnetfeldlinien, wodurch sich die Zahl der ionisierenden Zusammenstöße mit dem neutralen Gas in der Nähe des Targets erhöht. Diese verstärkte Ionisierung führt zu einer höheren Sputterrate und ermöglicht eine effizientere Abscheidung von Atomen auf dem Substrat.
3. Betrieb mit niedrigerem Druck: Das Magnetfeld beim Magnetronsputtern ermöglicht die Aufrechterhaltung des Plasmas bei niedrigeren Drücken. Dies hat mehrere Vorteile: Es reduziert den Gaseinschluss in der Schicht, was zu einer höheren Schichtqualität führt, und minimiert die Energieverluste in den gesputterten Atomen. Der niedrigere Druck hilft auch, Überhitzung oder Beschädigung des zu beschichtenden Objekts zu vermeiden.
4. Kontrolle des Plasmaübertragungsweges: Das Magnetfeld beim Magnetronsputtern steuert den Übertragungsweg des Plasmas. Die durch das Magnetfeld gebildeten magnetischen Linien leiten das Plasma von einem Ende des Targets zum anderen. Diese Kontrolle des Plasmaübertragungsweges ermöglicht eine effiziente Beschichtung und trägt dazu bei, die gewünschte Beschichtungsoberfläche zu erhalten.
5. Skalierbarkeit und Vielseitigkeit: Das Magnetronsputtern ist bekannt für seine außergewöhnliche Skalierbarkeit im Vergleich zu anderen Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung. Es kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden und eignet sich für unterschiedliche geometrische Konfigurationen von Targets, wie z. B. runde, rechteckige oder röhrenförmige Formen. Diese Vielseitigkeit macht das Magnetronsputtern zu einem weit verbreiteten Verfahren in Branchen wie der Mikroelektronik und der Glasindustrie.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Magnetronsputtern eingesetzt wird, weil es höhere Abscheideraten, eine verbesserte Ionisierung, einen niedrigeren Druck, die Kontrolle über den Plasmaübertragungsweg und die Skalierbarkeit für verschiedene Anwendungen bietet. Diese Vorteile machen es zu einer bevorzugten Methode für die Beschichtung von metallischen Substraten.
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