Hohlkathodenverfahren

Die Technologie

Die Hohlkathoden-Glimmentladung ist eine Sonderform der Niederdruck-Glimmentladung. Sie entsteht, wenn die Kathode die Gestalt eines Hohlkörpers annimmt und führt zu deutlich höheren Plasmadichten als diese.

Das Fraunhofer IST beschäftigt sich seit vielen Jahren mit der Frage, wie dieser Entladungstyp für die Oberflächentechnik nutzbar gemacht werden kann. Resultat sind verschiedene Plasmaquellen und entsprechende Verfahren mit breitem Anwendungspotenzial. Das betrifft insbesondere das (Hohlkathoden-) Gasflusssputtern (GFS).

Das Gasflusssputtern (gas flow sputtering, GFS) ist ein spezielles PVD-Verfahren (physical vapor deposition), welches zu den Sputterverfahren zählt. Im Unterschied zum bekannten Magnetron-Sputtern wird jedoch das Plasma durch eine Hohlkathoden-Glimmentladung erzeugt und der Materialtransport ist von einem intensiven Argon-Gasstrom getragen. Das (zumeist metallische) Sputtertarget hat die Gestalt einer Hohlkathode, meist in Form von zwei parallel angeordneten rechteckigen Platten oder als kurzes Rohr, und wird vom Argon durchströmt. Ionen aus der Hohlkathodenentladung zerstäuben das Target und der Argonstrom transportiert das Material in überwiegend atomarer Form zum Substrat. Der typische Arbeitsdruck liegt bei 0,2 und 0,8mbar.

 

Weitere Informationen:

Magnetschichten mit Gasflusssputtern

Gasfluss-gesputterte Wärmedämmschichten

Hohlkathoden (hohlkathoden.fraunhofer.de)