Potenzen des Puls‐Magnetron‐Sputterns (PMS)

Up to now, a pulsed plasma with pulse rates between 50 and 150 kHz has been used in PVD techniques only rarely. Recently, our activities and the efforts of various other research teams were concentrated on this field. The MF‐pulsed plasma offers facility to overcome limitations that restrict the use of DC and RF sputtering. A high motivation for further development results from the objective to coat large areas, to attain the highest possible deposition rates and to carry out a considerate plasma‐assisted surface treatment or plasma coating matched to the compatibility of the substrates. Via pulsed sputtering and plasma‐activated deposition, the application of a pulsed plasma goes from tasks of substrate pretreatment and etching to the plasma‐assisted surface treatment of layers or workpieces. Unipolar pulsed electrodes — in particular floating‐powered multi‐electrode arrangements — pave the way to stable long‐term and arc‐free reactive deposition of defect‐free and electrically insulating layers. The pulsed plasma also opens up fresh ground in the use of bias effects for the deposition of poorly conducting layers and for the coating of thin insulating substrates on an industrial scale. Puls‐Plasmen mit Pulsfrequenzen zwischen 10 und 150 kHz sind bisher in der PVD‐Technik noch vergleichsweise selten eingesetzt worden. Unsere Arbeiten, wie auch die Bemühungen mehrerer anderer Forschungsgruppen, konzentrieren sich in jüngster Zeit auf dieses Arbeitsfeld. Gepulste Plasmen im Frequenzbereich von meist 10…100 kHz sind ein Weg, um Grenzen zu überwinden, die sowohl die DC‐ als auch die RF‐Sputtertechnik einengen. Eine Motivation für die weitere Entwicklung resultiert aus der Zielsetzung, große Flächen zu beschichten, möglichst hohe Beschichtungsraten zu erreichen und eine der Verträglichkeit der Substrate angepaßte schonende Plasmaoberflächenbehandlung oder Plasmabeschichtung durchzuführen. Der Einsatz gepulster Plasmen reicht dabei von Aufgaben der Substratvorbehandlung und Plasmaätzung über das Puls‐Sputtern und plasmaaktivierte Bedampfen bis zur Plasmaoberflächenbehandlung von Schichten oder Werkstücken. Unipolar gepulste Elektroden, insbesondere jedoch erdfrei gespeiste Mehrelektrodenanordnungen sind ein Weg zum arcingfreien langzeitstabilen reaktiven Abscheiden defektfreier elektrisch isolierender Schichten. Pulsplasmen erschließen auch den Weg zur Nutzung von Biaseffekten beim Abscheiden schlecht leitender Schichten und bei der Beschichtung dünner isolieren