Was ist HF-Magnetron-Sputtern?
Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern, auch HF-Magnetron-Sputtern genannt, ist ein Verfahren zur Herstellung von Dünnfilmen, insbesondere bei Verwendung von nicht leitenden Materialien. Bei diesem Verfahren wird ein dünner Film auf einem Substrat aufgewachsen, das in einer Vakuumkammer angeordnet ist. Leistungsstarke Magnete ionisieren das Targetmaterial und regen es an, sich in Form eines dünnen Films auf dem Substrat abzusetzen.
Der erste Schritt im RF-Magnetron-Sputterprozess ist das Platzieren eines Substratmaterials in einer Vakuumkammer. Die Luft wird dann entfernt und das Targetmaterial, das Material, das den dünnen Film bilden wird, wird in Form eines Gases in die Kammer freigesetzt. Partikel dieses Materials werden durch den Einsatz starker Magnete ionisiert. In Form von Plasma bildet das negativ geladene Targetmaterial einen dünnen Film auf dem Substrat. Dünne Filme können eine Dicke von einigen wenigen hundert Atomen oder Molekülen aufweisen.
Die Magnete beschleunigen das Wachstum des Dünnfilms, da durch die Magnetisierung der Atome der Prozentsatz des zu ionisierenden Targetmaterials erhöht wird. Ionisierte Atome interagieren eher mit den anderen am Dünnfilmprozess beteiligten Partikeln und setzen sich daher eher auf dem Substrat ab. Dies erhöht die Effizienz des Dünnschichtprozesses und ermöglicht es ihnen, schneller und bei niedrigeren Drücken zu wachsen.
Das HF-Magnetron-Sputterverfahren ist besonders nützlich, um dünne Filme aus nicht leitenden Materialien herzustellen. Diese Materialien haben möglicherweise größere Schwierigkeiten, sich zu einem dünnen Film zu formen, da sie ohne die Verwendung von Magnetismus positiv geladen werden. Atome mit einer positiven Ladung verlangsamen den Sputterprozess und können andere Partikel des Zielmaterials „vergiften“, wodurch der Prozess weiter verlangsamt wird.
Magnetron-Sputtern kann mit leitenden oder nichtleitenden Materialien verwendet werden, während ein verwandter Prozess, der als Dioden- (DC-) Magnetron-Sputtern bezeichnet wird, nur mit leitenden Materialien funktioniert. DC-Magnetron-Sputtern wird oft bei höheren Drücken durchgeführt, was schwierig beizubehalten sein kann. Die niedrigeren Drücke, die beim HF-Magnetronsputtern verwendet werden, sind aufgrund des hohen Prozentsatzes an ionisierten Partikeln in der Vakuumkammer möglich.