Beim Sputtern handelt es sich um ein Phänomen, bei dem energiereiche Teilchen (normalerweise positive Ionen von Gasen) auf die Oberfläche eines Feststoffes (im Folgenden als Zielmaterial bezeichnet) treffen und dadurch Atome (oder Moleküle) auf der Oberfläche des Zielmaterials austreten.
Dieses Phänomen wurde 1842 von Grove entdeckt, als bei einem Experiment zur Untersuchung kathodischer Korrosion Kathodenmaterial an die Wand einer Vakuumröhre wanderte. Dieses Sputterverfahren wurde 1877 zur Substratabscheidung dünner Filme entdeckt. Bei dieser Methode zur Abscheidung dünner Filme ist die Sputterrate in der Anfangsphase niedrig, die Filmgeschwindigkeit langsam, und es muss ein Gerät mit hohem Druck aufgestellt werden, wodurch wirksame Gase usw. eintreten können. Daher verlief die Entwicklung sehr langsam und ist nahezu ausgeschlossen. Lediglich bei chemisch reaktiven Edelmetallen, Refraktärmetallen, Dielektrika und chemischen Verbindungen findet es Anwendung. Bis in die 1970er Jahre hinein entwickelte sich das Sputtern von Beschichtungen mit dem Aufkommen der Magnetronsputtern-Technologie rasant und erlebte ein Comeback. Dies liegt daran, dass das Magnetronsputtern durch ein orthogonales elektromagnetisches Feld auf die Elektronen beschränkt werden kann, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Kollision von Elektronen und Gasmolekülen erhöht wird. Dadurch wird nicht nur die an die Kathode angelegte Spannung verringert, sondern auch die Sputterrate positiver Ionen auf der Zielkathode verbessert, wodurch die Wahrscheinlichkeit eines Elektronenbombardements auf das Substrat verringert wird und somit dessen Temperatur gesenkt wird. Die beiden Haupteigenschaften „hohe Geschwindigkeit, niedrige Temperatur“ sind „hohe Geschwindigkeit und niedrige Temperatur“.
Obwohl es erst seit zwölf Jahren auf dem Markt ist, hat es sich in den 1980er Jahren vom Labor in die industrielle Massenproduktion durchgesetzt. Mit der Weiterentwicklung von Wissenschaft und Technik wurden in den letzten Jahren im Bereich der Sputterbeschichtung das ionenstrahlgestützte Sputtern eingeführt, bei dem ein breiter Strahl einer Hochstrom-Ionenquelle mit Magnetfeldmodulation kombiniert und das herkömmliche Dipol-Sputtern um ein neues Sputterverfahren ergänzt wird. Auch die Magnetron-Sputtertargetquelle wird mit einer Wechselstromversorgung mit mittlerer Frequenz versorgt. Diese mittelfrequente Wechselstrom-Magnetron-Sputtertechnologie, auch Twin-Target-Sputtern genannt, eliminiert nicht nur den „Verschwinden“-Effekt der Anode, sondern löst auch das „Vergiftungsproblem“ der Kathode, wodurch die Stabilität des Magnetron-Sputterns deutlich verbessert und eine solide Grundlage für die industrielle Produktion von zusammengesetzten dünnen Filmen geschaffen wird. In den letzten Jahren hat sich die Sputterbeschichtung zu einer aufstrebenden Technologie zur Filmherstellung entwickelt, die im Bereich der Vakuumbeschichtungstechnologie aktiv ist.
–Dieser Artikel wurde veröffentlicht vonHersteller von VakuumbeschichtungsanlagenGuangdong Zhenhua
Veröffentlichungszeit: 05.12.2023