PLASMA
PLASMA
Mit Plasmabeschichtungen lässt sich ein breites Spektrum von Oberflächeneigenschaften realisieren, die unter anderem in folgenden Anwendungsfeldern zum Einsatz kommen:
Anwendungen
- Verschleißschutz von Präzisionsteilen
- Beschichtung von medizinischen Implantaten und chirurgischen Instrumenten mit biokompatiblen Kohlenstoffschichten
- Erhöhung des Korrosion-Schutzes
- Reduktion von Reibungskräften; z.B. in Gleitlagern
- Dekorative Schichten
- Hydrophile oder hydrophobe Oberflächen
Bei der Herstellung von Schichten mit Hilfe von Plasmen verwenden wir verschiedene Verfahren:
Sputtern
„Sputtern“ (engl. to sputter = zerstäuben) ist ein PVDVerfahren (Physical Vapour Deposition), bei dem das abzuscheidende Material durch Beschuss eines Targets (Sputtertarget) mit Plasma-Ionen atomar zerstäubt wird. Dieser Teilchendampf kondensiert anschließend als dünne, Schicht auf dem Substrat. Um die notwendigen Bedingungen für die Entstehung eines Plasmas zu erhalten, wird ein Prozessgas (im allgemeinen Argon) in einem Druckbereich von 0,1-1 Pa in die Prozesskammer eingelassen und auf der Oberfläche des Sputtertargets ein speziell geformtes Magnetfeld erzeugt.
Durch Zugabe von weiteren Reaktivgasen, wie N2 oder O2 werden zusammen mit den gesputterten Metallatomen sowohl Nitrid- als auch Oxidschichten hergestellt.
Das zur Erzeugung des Plasmas notwendige elektrische Feld kann sowohl über eine Gleichspannung (DC-Plasma) oder auch zeitlich veränderliche Spannung angelegt werden.
PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition)
Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) für die Produktion von dünnen, funktionalen Schichten. In dem PECVD-Prozess werden die gasförmigen oder flüssigen Precursor (z.B. HMDSO) durch Radiofrequenz- (RF) oder Mikrowellenanregung aktiviert. Begünstigt durch das Plasma können Schichten bei geringen Temperaturen (Raumtemperatur) abgeschieden werden. Dadurch, können Materialien mit kundenspezifischen Eigenschaften auf temperaturempfindlichen Substraten wie etwa Polymeren abgeschieden werden.
HIPIMS (High-Power Impulse Magnetron Sputtering)
Beim High-Power Impulse Magnetron Sputtering wird das Plasma in sehr kurzen Pulsen von typischerweise 50 µs eingeschaltet. Dadurch lassen sich hohe Plasmadichten bei vergleichsweise geringer Durchschnittsleistung erzeugen. Dies schafft sehr effektive zusätzliche Möglichkeiten, das Schichtwachstum zu beeinflussen und Schichten mit verbesserten oder neuen Eigenschaften herzustellen. Durch die Anpassung von Schichtparametern lassen sich mit dem HIPIMS-Verfahren individuelle, auf die Kundenbedürfnisse zugeschnittene Schichten erzeugen.