Sputtern/ Kathodenzerstäubung

Bei der Kathodenzerstäubung setzen wir das Magnetronsputtern ein, welches sich in der Praxis als das wirtschaftlichste Verfahren erwiesen hat. Bei diesem Verfahren wird das Beschichtungsmaterial in Form von Platten (Targets) eingesetzt. Zwischen Target und Substrat wird ein elektrisches Feld erzeugt, wobei das Target auf negatives Potenzial gelegt ist. Innerhalb des elektrischen Feldes wird ein Plasma erzeugt, bestehend aus positiven Argonionen, Elektronen und Neutralteilchen. Plasma wird wegen seiner außergewöhnlichen Eigenschaften oft auch als vierter Aggregatzustand bezeichnet. Die Argonionen werden im elektrischen Feld durch das negative Target beschleunigt und angezogen, hierbei kommt es zu Stoßprozessen, bei denen die Targetatome abgetragen bzw. zerstäubt (engl.: sputtern) werden. Der dadurch erzeugte Metalldampf kondensiert als dünne Schicht auf dem vorbeigeführten Substrat. Durch unter den Targets angebrachte Magnete wird die Ionisationsrate und damit die Abscheiderate deutlich erhöht. Die Kathodenzerstäubung bietet gegenüber dem thermischen Verdampfen Vorteile hinsichtlich einer größeren Auswahl an Beschichtungsmaterialien, einer besseren Haftung des Beschichtungsmaterials auf dem Substrat und einer gleichmäßigeren Schichtdickenverteilung. Der Nachteil ist, dass aufgrund einer wesentlich niedrigeren Abscheidungsrate mit langsameren Bahngeschwindigkeiten gefahren werden muss, um gleiche Schichtdicken wie beim thermischen Verdampfen zu erhalten.