Manufacturing and Sputter Behaviour of Cold Gas Sprayed Sputter Targets

Publikationen: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenDissertation

Autoren

Abstract

In der vorliegenden Arbeit wurden mittels Kaltgasspritzen, einer neuartigen Form des thermischen Spritzens, Sputtertargets auf Basis von Refraktärmetallen hergestellt. Die hohe Flexibilität des Kaltgasspritzens, bei dem das metallische Pulver vor dem Auftreffen auf das Substrat weder geschmolzen noch thermisch erweicht wird, ermöglichte die Fertigung von Reinelement- als auch Multielement-Targets. Des Weiteren konnten Targetformen, die von planaren Targets im Labormaßstab bis zu zylindrischen, rotierbaren Targets für den Industriemaßstab reichen, realisiert werden. Die durch Kaltgasspritzen hergestellten Schichten weisen eine geringe Porosität und gleichmäßige Verteilung der Pulverpartikel in der Schicht auf; dies wurde für Mo-basierte und Nb Systeme demonstriert. Durch reaktives Magnetronsputtern von Nb Targets konnte ein Vergleich des Sputterverhaltens von kaltgasgespritzten Nb Targets und kommerziell erhältlichen gesinterten Nb Targets aufgestellt werden. Beide Targetvarianten verhalten sich ähnlich und sind gut geeignet, Nb-Oxid Schichten mit einem vergleichbaren Eigenschaftsprofil abzuscheiden. Beim Sputtern der Mehrelement-Targets MoAl und MoAlTi konnte eine druckabhängige Veränderung der chemischen Zusammensetzung der abgeschiedenen Schichten verglichen zu jener der Targets nachgewiesen werden. Dies konnte auf eine elementspezifische Streuung der gesputterten Atome während des Gasphasentransportes vom Target zum Substrat und auf die Veränderung der Streucharakteristik, welche sich von ballistisch nach diffus verändert, zurückgeführt werden. Diese prozessbedingungsabhängige Einstellbarkeit der chemischen Zusammensetzung erlaubt das Maßschneidern der Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten, wie dies für die Oxidationsbeständigkeit und den elektrischen Widerstand demonstriert werden konnte.

Details

Titel in ÜbersetzungHerstellung und Sputterverhalten von kaltgasgespritzten Sputtertargets
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDr.mont.
Gradverleihende Hochschule
Betreuer/-in / Berater/-in
DOIs
StatusVeröffentlicht - 2018