Lichtbogenverdampfen

Lichtbogenverdampfen oder Arc-PVD (auch arc evaporation, von englisch arc, deutsch ‚Bogen‘) ist Beschichtungsverfahren aus der Gruppe der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), genauer gesagt ein Verdampfungsverfahren.

Bei diesem Verfahren brennt zwischen der Kammer und dem auf positiven Potenzial liegenden Target ein Lichtbogen, der das später z. B. auf ein Werkstück (dem Substrat) aufzubringende Targetmaterial schmilzt und verdampft. Dabei wird ein großer Teil (bis zu 90 %) des verdampften Materials ionisiert. Der Materialdampf (Targetmaterial) breitet sich ähnlich wie beim thermischen Verdampfen radial vom Target aus. Da an das Substrat zusätzlich ein negatives Potenzial gelegt wird, wird der ionisierte Materialdampf zusätzlich zum Substrat hin beschleunigt. An der Substratoberfläche kondensiert der Materialdampf. Durch die hohen Ionisationsanteile kann durch entsprechende Spannungen am Substrat und Target eine große kinetische Energie in den Metalldampf eingebracht werden, so dass am Substrat ein mehr oder weniger starker Sputter-Effekt erreicht werden kann. Dies wird unter anderem ausgenutzt, um die Eigenschaften (Schichthaftung^[1], Dichte, Zusammensetzung, usw.) der abgeschiedenen Schicht zu beeinflussen.

Literatur

• Donald M. Mattox: Handbook of Physical Vapor Deposition (PVD) Processing: Film Formation, Adhesion, Surface Preparation and Contamination Control. Noyes Pubn, 1998, ISBN 0-8155-1422-0.

Weblinks

• Übersicht über die Verfahren

Einzelnachweise

1. ↑ W. König, R. Fritsch, O. Knotek, G. Krämer: Arc-PVD-Beschichtung von Hartmetallen und Analyse des funktionellen Verhaltens beim Zerspanen im unterbrochenen Schnitt. In: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik. 24, Nr. 3–4, 2004, S. 131–141, doi:10.1002/mawe.19930240312.