Untersuchung des reaktiven Sputterprozesses zur Herstellung von ...

2.3. Herstellung der ZnO:Al-Schichten 23
Inline-Sputteranlagen verwenden rechteckige Targets, auf denen die Erosionsgräben entlang der
Längsachse der Targets verlaufen. An den Enden der Targets sorgt die Magnetfeldkonfiguration
für eine Umlenkung der Elektronen, so dass auch hier geschlossene Bahnen für die Ladungsträger
entstehen.
Während der Deposition bewegt sich das Substrat an den Linienquellen vorbei und passiert
zur Herstellung von Mehrschichtsystemen, z.B. Wärmefunktionsschichten auf Fensterglas, nacheinander
verschiedene Beschichtungsstationen [Thornton (1986a), Anderson (2004), Milde et al.
(2000)]. Zur Anpassung der Schichtdicke bei vorgegebener Depositionsrate ist es notwendig,
die Depositionszeit einzustellen. Bei der dynamischen Deposition ist der Beginn und das Ende
der Deposition durch die Bewegung und die Abmessungen des Substrates und der Kathode
vorgegeben. Eine Veränderung der Depositionszeit ist über die Transportgeschwindigkeit oder
durch mehrfaches Passieren einer oder mehrerer Depositionsstationen für eine einzelne Schicht
möglich. Die Depositionsrate RDep für statische Prozesse wird als Quotient aus deponierter
Schichtdicke und der Depositionsdauer berechnet. Aufgrund der nötigen zusätzlichen Angaben
zu Transportgeschwindigkeit oder Substratgröße bei dynamischen Beschichtungen wird dort eine
dynamische Depositionsrate RDep dynamisch angegeben. Sie berechnet sich aus dem Produkt
von Schichtdicke d und Transportgeschwindigkeit v. Werden mehrere Sputterstationen für die
gleiche Schicht eingesetzt oder wird eine Sputterstation mehrfach passiert, so wird zusätzlich
durch die Anzahl s der Stationen oder der Pendelschritte dividiert:
(2.7) RDep dynamisch =
Eine dynamische Depositionsrate von RDep dynamisch = 100 nm·m/min entspricht demnach einer
Schichtdicke von 100 nm pro Depositionsstation bei einer Transportgeschwindigkeit von
1 m/min für beliebig große Substrate.
Von statischen Beschichtungen sind Inhomogenitäten bekannt, die durch die Geometrie des
Beschichtungssystems, insbesondere durch die Sputtergräben, hervorgerufen werden [Sato et al.
(1992), Minami et al. (1988)]. Die Schichteigenschaften sind dann nicht nur abhängig von den
Depositionsbedingungen, sondern unterscheiden sich auch an verschiedenen Positionen vor dem
Kathodensystem. Während der dynamischen Deposition bildet sich aus der lateralen Variation
der Schichteigenschaften ein Mehrschichtsystem, indem die verschiedenen Positionen vor dem
Kathodensystem beim bewegten Substrat übereinander deponiert werden. Die Auswirkungen auf
die Schichteigenschaften der dynamisch deponierten Schichten wurden bisher oft vernachlässigt.
d · v
s