Was ist Plasmasputtern?
Das Plasmasputtern ist eine Technik, mit der dünne Filme verschiedener Substanzen erzeugt werden. Während des Plasmasputterns wird ein Targetmaterial in Form eines Gases in eine Vakuumkammer freigesetzt und einem Magnetfeld hoher Intensität ausgesetzt. Dieses Feld ionisiert die Atome, indem es ihnen eine negative elektrische Ladung verleiht. Sobald die Partikel ionisiert sind, landen sie auf einem Substratmaterial und reihen sich aneinander, wobei sie einen Film bilden, der dünn genug ist, um eine Dicke zwischen einigen wenigen und einigen hundert Partikeln zu erreichen. Diese Dünnfilme werden in einer Reihe von Branchen eingesetzt, darunter Optik, Elektronik und Solartechnik.
Während des Plasmasputterns wird ein Substratblatt in eine Vakuumkammer gelegt. Dieses Substrat kann aus einer Anzahl verschiedener Materialien bestehen, einschließlich Metall, Acryl, Glas oder Kunststoff. Die Art des Substrats richtet sich nach dem Verwendungszweck des Dünnfilms.
Das Plasmasputtern muss in einer Vakuumkammer durchgeführt werden. Das Vorhandensein von Luft während des Plasmasputterns würde es unmöglich machen, einen Film von nur einem Partikeltyp auf einem Substrat abzuscheiden, da Luft viele verschiedene Partikeltypen enthält, einschließlich Stickstoff, Sauerstoff und Kohlenstoff. Nachdem das Substrat in die Kammer gegeben wurde, wird die Luft kontinuierlich abgesaugt. Sobald die Luft in der Kammer verschwunden ist, wird das Targetmaterial in Form eines Gases in die Kammer freigesetzt.
Nur gasförmig stabile Partikel können durch Plasmasputtern in einen dünnen Film umgewandelt werden. Mit diesem Verfahren werden üblicherweise dünne Filme aus einem einzigen metallischen Element wie Aluminium, Silber, Chrom, Gold, Platin oder einer Legierung davon hergestellt. Obwohl es viele andere Arten von Dünnfilmen gibt, eignet sich das Plasma-Sputter-Verfahren am besten für diese Arten von Partikeln. Sobald die Partikel in die Vakuumkammer gelangen, müssen sie ionisiert werden, bevor sie sich auf einem Substratmaterial absetzen.
Leistungsstarke Magnete ionisieren das Targetmaterial und verwandeln es in Plasma. Nähern sich Partikel des Targetmaterials dem Magnetfeld, nehmen sie zusätzliche Elektronen auf, die sie negativ aufladen. Das Targetmaterial in Form von Plasma fällt dann auf das Substrat. Durch Bewegen des Substrats kann die Maschine die Plasmapartikel auffangen und ausrichten. Die Bildung von dünnen Filmen kann je nach gewünschter Filmdicke und Art des Zielmaterials einige Tage dauern.