Untersuchung des reaktiven Sputterprozesses zur Herstellung von ...

26 2. Physikalische und technologische Grundlagen
Abbildung 2.8: Das Struktur-Zonen-Modell von Thornton (1974, 1986b) für gesputterte Metallschichten beschreibt
die Abhängigkeit der Morphologie und der Mikrostruktur gesputterter Metallschichten vom Argondruck
und der auf den Schmelzpunkt des Materials normierten Substrattemperatur während des Wachstums.
räumen. In Zone 2 ist die Oberflächendiffusion soweit erhöht, dass Abschattungseffekte eine
untergeordnete Rolle spielen. Die Säulen grenzen direkt aneinander, und die Schichtoberflächen
sind glatter. Die Schichten besitzen eine hohe Dichte, ähnlich der eines Einkristalls. Die Zonen 1
und 2 werden von der Übergangszone T getrennt. In ihr wachsen sehr dünne Säulen eng zusammen,
so dass eine typische faserförmige Struktur entsteht und einzelne Körner nur noch schwer
anhand von Korngrenzen zu identifizieren sind. Man beobachtet hier den Übergang von den isolierten
Körnern der Zone 1 zu den ausgedehnten, durchgehenden und dicht gepackten Säulen
der Zone 2. In Zone 3 tritt aufgrund der hohen Substrattemperatur neben der Oberflächendiffusion
auch verstärkt Volumendiffusion auf, und es kommt zur Rekristallisation. Die Schichten
besitzen die höchste Dichte und nahezu Bulkeigenschaften. Der Verlauf des Schichtwachstums
in Abb. 2.8 zeigt dabei im wesentlichen, dass sich der Übergangsdruck der verschiedenen Zonen
zu größeren Werten verschiebt, wenn die Substrattemperatur erhöht wird. Je weiter der Sputter-