Das Hochfrequenz-Magnetron-Sputtern, auch HF-Magnetron-Sputtern genannt, ist ein Verfahren, das zur Herstellung von Dünnfilmen verwendet wird, insbesondere wenn Materialien verwendet werden, die nicht leitend sind. Bei diesem Prozess wird ein dünner Film auf einem Substrat aufgewachsen, das in einer Vakuumkammer platziert wird. Durch leistungsstarke Magnete wird das Targetmaterial ionisiert und dazu angeregt, sich in Form eines dünnen Films auf dem Substrat abzusetzen.
Der erste Schritt beim HF-Magnetron-Sputterprozess besteht darin, ein Substratmaterial in eine Vakuumkammer zu legen. Die Luft wird dann entfernt und das Zielmaterial, das Material, aus dem der Dünnfilm besteht, wird in Form eines Gases in die Kammer abgegeben. Partikel dieses Materials werden durch den Einsatz von starken Magneten ionisiert. Jetzt in Form von Plasma reiht sich das negativ geladene Targetmaterial auf dem Substrat zu einem dünnen Film auf. Dünne Filme können in der Dicke von wenigen bis zu einigen hundert Atomen oder Molekülen reichen.
Die Magnete helfen, das Wachstum des Dünnfilms zu beschleunigen, da das Magnetisieren der Atome dazu beiträgt, den Prozentsatz des ionisierten Zielmaterials zu erhöhen. Ionisierte Atome wechselwirken eher mit den anderen am Dünnfilmprozess beteiligten Partikeln und setzen sich daher eher auf dem Substrat ab. Dies erhöht die Effizienz des Dünnschichtprozesses, wodurch sie schneller und bei niedrigeren Drücken wachsen können.
Der HF-Magnetron-Sputterprozess ist besonders nützlich, um dünne Filme aus Materialien herzustellen, die nicht leitend sind. Diese Materialien haben möglicherweise größere Schwierigkeiten, sich zu einem dünnen Film zu formen, da sie ohne Verwendung von Magnetismus positiv geladen werden. Atome mit einer positiven Ladung verlangsamen den Sputterprozess und können andere Partikel des Targetmaterials „vergiften“, was den Prozess weiter verlangsamt.
Magnetron-Sputtern kann mit leitenden oder nicht-leitenden Materialien verwendet werden, während ein verwandtes Verfahren, das als Dioden-(DC)-Magnetron-Sputtern bezeichnet wird, nur mit leitenden Materialien funktioniert. Das DC-Magnetron-Sputtern wird oft bei höheren Drücken durchgeführt, die schwierig zu halten sein können. Die niedrigeren Drücke, die beim RF-Magnetron-Sputtern verwendet werden, sind aufgrund des hohen Anteils an ionisierten Partikeln in der Vakuumkammer möglich.