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Sputtern ist ein Technik eine dünne Schicht aufzutragen.
Diese Technik wird unter anderem verwendet, um den Reflektor einer CD oder DVD, die Metallschicht auf einem Chipbeutel, Antireflex- oder Reflexionsschicht auf Sonnenbrillen, der Rückseitenkontakt einer dünnen SchichtSolarzelle, die Dirigenten in a IC, Schichten auf Hochleistungsglas usw.
Methode
Die Technologie findet in hoch Vakuum in welchem Argon wird gebracht. Aufgrund des Vakuums wird der Druck hauptsächlich von diesem Argon bestimmt und in geringerem Maße von den zurückbleibenden Hintergrundgasen. Der gewählte Druck kann von Anwendung zu Anwendung variieren, beispielsweise von 0,005 mbar bis zu einem Druck von etwa 5 mbar oder sogar darüber hinaus. Das zum Sputtern zu verwendende Material wird auf eine Wand der Vakuumkammer aufgebracht, dies ist das sogenannte Target. Gegenüber liegt das Substrat. Dies ist das Material, auf das das gesputterte Material aufgebracht werden muss. An das Target wird eine negative Spannung von ca. 500 angelegt Volt. Bei diesem Druck bildet sich im Argon Plasma von positiv Ionen. Diese Ionen bewegen sich auf das negativ geladene Target zu, wobei der Aufprall das Targetmaterial freisetzt und sich auf die andere Seite der Sputterkammer bewegt. Dadurch hat sich nach einer gewissen Zeit eine dünne Materialschicht auf dem Substrat gebildet. Das Sputtern ist schneller, wenn hinter dem Target a Magnet (dies wird als Mikrowellen-Sputtern bezeichnet). Das Magnetfeld sorgt dafür, dass Elektronen in der Nähe des Targets zurückgehalten werden und so die positiven Argon-Ionen anziehen. Dadurch entsteht im Ziel ein rundes (oder ovales) Erosionsmuster, die sogenannte „Rennstrecke“ oder Rennstrecke. Nichtmetalle können auch gesputtert werden. Anstelle einer Gleichspannung wird eine Wechselspannung verwendet (oft mit a Frequenz ab 13.56 MHz). Manchmal kann/muss man Gas (zusammen mit Argon) werden hinzugefügt, um die gewünschte Schicht zu bilden. Dies wird als reaktives Sputtern bezeichnet.
Zieltypen
Es können zwei Arten von Zielen verwendet werden. Das erste und am häufigsten verwendete ist ein flaches Ziel. In diesem Fall ist das Ziel eine Scheibe, auf der sich eine Rennstrecke (eine erodierte Bahn) bildet. Die zweite, teurere Option ist ein rotierendes Ziel. Dann ist das Ziel ein rotierender Zylinder. Diese Drehung bewirkt, dass sich die Rennstrecke während der Formung bewegt und das Ziel viel gleichmäßiger erodiert. Als Ergebnis wird ein größerer Teil des Zielmaterials tatsächlich verwendet, um den Dünnfilm zu wachsen.
Kollisionsregime
Wenn ein Argon-Ion mit dem Target kollidiert, sollen ein oder mehrere Target-Atome herausschießen. Nach der Sigmund-Thompson-Theorie gibt es drei Regime, in denen dies geschehen kann, je nachdem, wie viel Energie das Argon-Ion hat. Die erste ist das „Single-Knockon-Regime“. Hier kollidiert jedes einmal in Bewegung gesetzte Teilchen nur einmal. Das Argon-Ion kollidiert daher mit einem Target-Atom A. Dieses ist dabei kegelförmig und kollidiert mit B. B setzt sich fort und kollidiert mit Atom C usw. Dies setzt sich fort, bis ein Atom aus dem Target herausgeschossen wird.
Das zweite Regime ist das lineare Kaskadenregime. Hier können Atome, nachdem sie einmal kollidiert sind, mit einem zweiten, dritten usw. kollidieren, aber alle Kollisionen finden immer zwischen einem bewegten und einem ruhenden Teilchen statt.
Schließlich gibt es das Spike-Regime. Dabei können Partikel sowohl gegen stationäre als auch gegen andere bewegte Partikel mehrfach kollidieren.
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