Die Vakuum-Magnetron-Sputtertechnik eignet sich besonders für reaktive Beschichtungen. Mit diesem Verfahren lassen sich dünne Schichten beliebiger Oxid-, Carbid- und Nitridmaterialien abscheiden. Darüber hinaus ist es auch hervorragend geeignet für die Abscheidung von Mehrschichtstrukturen, darunter optische Designs, Farbschichten, verschleißfeste Beschichtungen, Nanolaminate, Supergitterbeschichtungen, Isolierschichten usw. Bereits 1970 wurden hochwertige Verfahren zur optischen Schichtabscheidung für eine Vielzahl von optischen Schichtmaterialien entwickelt. Zu diesen Materialien zählen transparente leitfähige Materialien, Halbleiter, Polymere, Oxide, Carbide und Nitride, während Fluoride in Verfahren wie der Aufdampfbeschichtung eingesetzt werden.
Der Hauptvorteil des Magnetron-Sputterverfahrens liegt in der Möglichkeit, Schichten dieser Materialien mittels reaktiver oder nicht-reaktiver Beschichtungsprozesse abzuscheiden und die Schichtzusammensetzung, Schichtdicke, Schichtdickenhomogenität und mechanischen Eigenschaften der Schicht präzise zu kontrollieren. Das Verfahren weist folgende Merkmale auf.
1. Hohe Abscheidungsrate. Durch den Einsatz von Hochgeschwindigkeits-Magnetronelektroden wird ein hoher Ionenfluss erzielt, wodurch die Abscheidungs- und Sputterrate dieses Beschichtungsverfahrens deutlich verbessert wird. Im Vergleich zu anderen Sputterbeschichtungsverfahren zeichnet sich das Magnetron-Sputtern durch hohe Kapazität und Ausbeute aus und findet breite Anwendung in verschiedenen industriellen Produktionsprozessen.
2. Hohe Leistungseffizienz. Beim Magnetron-Sputtern wird üblicherweise eine Spannung im Bereich von 200 V bis 1000 V gewählt, meist 600 V, da diese Spannung genau im optimalen Bereich für maximale Leistungseffizienz liegt.
3. Niedrige Sputterenergie. Die Magnetron-Zielspannung wird niedrig angelegt, und das Magnetfeld schließt das Plasma in der Nähe der Kathode ein, wodurch verhindert wird, dass hochenergetische geladene Teilchen auf das Substrat gelangen.
4. Niedrige Substrattemperatur. Die Anode leitet die bei der Entladung entstehenden Elektronen ab, ohne dass eine Substratstütze erforderlich ist. Dadurch wird der Elektronenbeschuss des Substrats effektiv reduziert. Die niedrige Substrattemperatur ist ideal für Kunststoffsubstrate, die gegenüber Hochtemperaturbeschichtungen nicht sehr beständig sind.
5. Die Oberflächenätzung des Magnetron-Sputtertargets ist ungleichmäßig. Diese Ungleichmäßigkeit wird durch das ungleichmäßige Magnetfeld des Targets verursacht. An manchen Stellen ist die Ätzrate höher, wodurch die effektive Targetausnutzung gering ist (nur 20–30 %). Um die Targetausnutzung zu verbessern, muss die Magnetfeldverteilung gezielt verändert werden. Alternativ kann auch der Einsatz von Magneten in der Kathode die Targetausnutzung erhöhen.
6. Komposittarget. Komposittargets ermöglichen die Herstellung von Legierungsbeschichtungen. Derzeit werden Ta-Ti-, (Tb-Dy)-Fe- und Gb-Co-Legierungsfilme erfolgreich mittels Komposit-Magnetron-Sputtern beschichtet. Es gibt vier Arten von Komposittargets: runde, quadratische, kleine quadratische und sektorförmige Targets. Die Verwendung sektorförmiger Targets ist besonders vorteilhaft.
7. Breites Anwendungsspektrum. Mit dem Magnetron-Sputterverfahren lassen sich viele Elemente abscheiden, die gängigsten sind: Ag, Au, C, Co, Cu, Fe, Ge, Mo, Nb, Ni, Os, Cr, Pd, Pt, Re, Rh, Si, Ta, Ti, Zr, SiO, AlO, GaAs, U, W, SnO usw.
Magnetron-Sputtern ist eines der am weitesten verbreiteten Beschichtungsverfahren zur Herstellung hochwertiger Schichten. Dank einer neuen Kathode zeichnet es sich durch hohe Targetausnutzung und hohe Abscheidungsraten aus. Das Vakuum-Magnetron-Sputterverfahren von Guangdong Zhenhua Technology findet breite Anwendung bei der Beschichtung großflächiger Substrate. Es eignet sich sowohl für die Abscheidung von Einzelschichten als auch von Mehrschichtschichten und wird darüber hinaus im Rolle-zu-Rolle-Verfahren für Verpackungsfolien, optische Folien, Laminierungen und andere Beschichtungen eingesetzt.
Veröffentlichungsdatum: 07.11.2022