Unter „Sputtern“ versteht man das Zerstäuben und anschließende Ablagern eines Materials mit Hilfe von Plasma. Dies geschieht üblicherweise in Vakuumanlagen bei etwa 1/100000 Atmosphärendruck. Das zu zerstäubende Material heißt Target (z.B. Aluminiumscheibe), das Objekt auf das die neue Schicht aufwächst Substrat (z.B. Siliziumwafer). Das Target wird mit Hilfe von hochenergetischen Ionen aus dem Plasma abgetragen. Die abgetragenen Teilchen lagern sich dann auf dem Substrat ab und bilden die neue Schicht. Durch die Beimischung von Reaktivgas ist es auch möglich komplexere Materialien als nur das Targetmaterial zu erzeugen (Beispiel: Aluminiumtarget und Sauerstoff -> Aluminiumoxidschicht).

Im Teilprojekt C1 wird ein neuartiges Reaktorkonzept für reaktive Sputterprozesse in Form einer großflächigen kapazitiv gekoppelten Mehrfrequenzentladung (MFCCP) entwickelt, charakterisiert und optimiert. Das MFCCP wird mit drei Hochfrequenzen betrieben: 13,56 MHz, 27,12 MHz und 60 MHz. Durch Einstellen der Phase zwischen den beiden niederfrequenten Spannungssignalen wird die Ionenenergie am Substrat sowie am Target unabhängig vom Ionenfluss kontrolliert. Dies soll es möglich machen, die Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten gezielt zu beeinflussen.

Für die Entwicklung eines detaillierten Verständnisses reaktiver Sputterprozesse im MFCCP wird eine synergistische Kombination experimenteller Diagnostiken und Simulationen eingesetzt. Dabei werden schon vorhandene Plasmadiagnostiken gezielt miteinander kombiniert, was eine Messung von Oberflächenkoeffizienten (Sekundärelektronenemission, Sticking) unter Plasmabedingungen ermöglicht. Eine genaue Kenntnis der Oberflächenkoeffizienten ist wichtig, da sich diese im Sputterprozess massiv verändern können, und damit die Eigenschaften der erzeugten Schichten verändern. Außerdem sollen die in C1 eingesetzten Diagnostiken zur Charakterisierung anderer Plasmen in anderen Teilprojekten des SFB (A3, C2) eingesetzt werden.

Das Projekt C1 leistet durch seine grundlegenden Untersuchungen unter quantitativer Berücksichtigung aller beim reaktiven Sputterprozess wichtigen Einzelschritte einen wesentlichen Beitrag im Hinblick auf das finale Ziel des SFBs, das bisherige in der Industrie vorherrschende, empirische Vorgehen durch ein fundiertes Prozessverständnis zu ersetzen, um die Abscheidung von Schichten mit genau einstellbaren Eigenschaften zu ermöglichen.