Glossar

Hier finden Sie Begriffserklärungen zur Plasmatechnik, Induktionserwärmung und Generatortechnologie.

ArcArcs sind spontane Lichtbogenentladungen, welche die Qualität der Beschichtung negativ beeinflussen.
Arc-ManagementUm plötzlichen Lichtbogenentladungen entgegenzutreten werden sog. Arc-Managements eingesetzt. Durch die reaktionsschnelle Sensorik werden entstehende Arcs schnell und präzise erfasst und ausgeschalten.
Bridgman-Stockbarger- VerfahrenBeim Bridgman-Stockbarger-Verfahren, auch Vertikalziehen genannt, wird polykristallines Ausgangsmaterial in einem geschlossenen Tiegel aufgeheizt und mit geringen Ankühlraten langsam abgekühlt. Zur Wärmeübertragung dient ein Graphit-Suszeptor. Der Kristal erkaltet und verfestigt sich, indem der Tiegel aus dem Hochfrequenzfeld herausgefahren wird. Alternativ erfolgt dies durch Reduktion der Generatorleistung.
CO2-LaserCO2-Laser sind elektrisch angeregte Gaslaser mit einer Wellenlänge von 10,6 µm (fernes Infrarot), die vorrangig zur Materialbearbeitung eingesetzt werden.
CVDMittels CVD-Technologie (Chemical Vapor Deposition) werden dünne Schichten auf Materialien unterschiedlichster Qualitäten aufgebracht. Dabei wird aus gasförmigen Stoffen ein festes Beschichtungsmaterial erzeugt. Dieses lagert sich auf dem zu beschichtenden Material (Substrat) als kristalline oder amorphe Schicht ab.
Czochralski-Verfahren
Auch Tiegelziehen genannt. Das zu bearbeitende Material wird in einem Tiegel zum Schmelzen gebracht. Ein einkristalliner Keim wird der Mitte der Oberfläche des Bades angenähert und mit dieser in Berührung gebracht. Die Flüssigkeit steigt durch Kapillarität den Keim entlang hoch, bildet einen Meniskus und erzeugt eine dreifache Grenzfläche Flüssigkeit-Feststoff-Gas. Der Keim wird dann langsam nach oben gezogen, um einen Einkristall zu bilden. Der Einkristall wächst zu einem Kristallgitter, indem man ihn in Drehung hält.
DotierungGezielter Einbau von Verunreinigungen in ein Material, oft nur in geringen Konzentrationen. Anwendung vor allem in der Halbleitertechnologie zur Einstellung der elektrischen Leitfähigkeit.
EpitaxieAufwachsen einkristalliner Schichten auf einkristallinen Substraten gleichen Materials, wobei die kristallografische Ordnung erhalten bleibt.
HalbleiterFestkörper, der aufgrund seiner elektrischen Leitfähigkeit als Leiter oder Nichtleiter betrachtet werden kann. Die Leitfähigkeit ist stark temperaturabhängig und kann durch Dotierung beeinflusst werden. Das wichtigste Material für die Halbleiterherstellung ist Silizium.
InduktionDas Entstehen einer elektrischen Spannung durch die zeitliche Änderung des umfassten magnetischen Flusses.
InduktionserwärmungEin unmittelbares Erwärmungsverfahren, bei dem Wärme durch induzierte Wirbelströme direkt im Material entsteht. Alle elektrisch leitfähigen Materialien können induktiv erwärmt werden.
Induktiv gekoppeltes PlasmaEin Wechselstrom wird durch eine Spule geleitet und induziert im Gas einen elektrischen Strom, der wiederum eine Erwärmung der Ladungsträger bewirkt. Da die induzierten Feldlinien ringförmig geschlossen sind, ist ein berührungsloser Einfluss des Plasma möglich.
InduktorDient bei der induktiven Erwärmung der Generierung des elektromagnetischen Feldes, in dem sich das Werkstück befindet. Der Induktor wird mit Wechselstrom gespeist.
IonenimplantationIonenstrahlverfahren: Einbau von hochenergetischen Teilchen durch Beschuss der Substratoberfläche. Insbesondere eingesetzt in der Mikroelektronik zur Dotierung von Halbleitern, aber auch in einigen Fällen zum Verschleißschutz.
KoaxialkabelZweiadriges Kabel mit konzentrischem Aufbau. Hin-und Rückleiter werden durch einen Isolator bzw. Dielektrikum getrennt. Die magnetischen Felder von Hin-und Rückleiter kompensieren sich, dadurch ist ein Koaxialkabel nicht von einem Magnetfeld umgeben. Es dient in der HF-Technik als Verbindung zwischen Generator und Matchbox.
KoaxialtransformatorEin spezieller Transformator, der ähnlich wie ein Koaxialkabel aufgebaut ist. Die Sekundärwicklung umschließt die Primärwicklung. Dient meist zur Absenkung der Generatorspannung am Induktor.
KondensatorKondensatoren speichern elektrische Ladung und werden durch ihre Kapazität gekennzeichnet. Bei Betrieb mit Wechselstrom in Verbindung mit der induktiven Erwärmung dient der Kondensator zum Aufbau eines Resonanzschwingkreises, der in Serie oder parallel zum Induktor geschaltet ist.
Magnetron-SputternBeim Magnetron-Sputtern wird zusätzlich zum elektrischen Feld hinter der Kathodenplatte ein Magnetfeld angeordnet. Durch die Feldüberlagerung werden die Ladungsträger auf Spiralbahnen gelenkt. Mit diesem verlängerten Weg wird die Stoßwahrscheinlichkeit mit anderen Teilchen erhöht und damit die Ionisationsrate.
MatchboxAnpassnetzwerk, das durch Filter und Schwingkreis die Impedanz der Kathode an die Ausgangsimpedanz des Generators anpasst.
NiedertemperaturplasmaNiedertemperaturplasmen sind gasförmige Plasmen mit Elektronenenergien unterhalb von 10 eV bzw. 105 K und typischen Elektronendichten von 1014 bis 1024 m-3. Im Allgemeinen besitzen Niedertemperaturplasmen  bei niedrigen Dichten einen geringen Ionisierungsgrad, d.h. die Anzahl der Ionen und Elektronen ist deutlich geringer als die der Neutralteilchen (Atome bzw. Moleküle). Das wesentliche gemeinsame Merkmal aller relevanten Niedertemperaturplasmen ist, daß die verschiedenen Teilchen innerhalb des Plasmas unterschiedliche Temperaturen bzw. Energien besitzen können. Das bedeutet, dass das Gas relativ kalt bleibt, aber die einzelnen Teilchen trotzdem große Energien haben können (z.B. bei Leuchtstoffröhren).
PlasmaAls Plasma bezeichnet man in der Physik ein ionisiertes Gas mit elektrischen Leistungseigenschaften. Ein Plasma entsteht, wenn einem Gas soviel Energie zu geführt wird, dass ein Teil der Atome ionisiert wird. Plasmen sind quasi elektrisch neutral, da die Anzahl der positiv und negativ geladenen Teilchen im Volumen annähernd gleich ist.
Plasma-AktivierenAktivieren einer Oberfläche unter Einwirkung von Plasma, z.B. durch Entfernen von Passivierungen (Oxidschichten) sowie die Vorbereitung der Oberfläche für nachfolgende (Beschichtungs-) Prozesse z.B. Aufbringen von Schichten, Lackierungen usw.
PlasmaanregungZur Erzeugung eines Plasmas wird üblicherweise elektrische Energie in ein Arbeitsgas (z.B. Argon) eingekoppelt. Durch die Ionisation zündet das Plasma. Neben der klassischen Gleichstromanregung wird auch Hochfrequenz- und Mittelfrequenzenergie zur Anregung von Plasmen eingesetzt.
PlasmabeschichtungPlasmen wirken bei den meisten modernen, vakuumgestüzten Beschichtungsverfahren (z.B. PVD, CVD). Die Schichtabscheidung geschieht aus dem Plasma; dessen hohe Energie führt zu verbesserten Schichteigenschaften (z.B. Haftung).
PECVDCVD-Prozeß, bei dem die chemische Reaktion durch ein Plasma aktiviert wird (PECVD, plasma enhanced CVD). Durch die Energieeinkopplung aus dem Plasma ist die chemische Reaktion bei deutlich niedrigeren Temperaturen von weniger als 500° Celsius möglich. PECVD wird insbesondere in der Werkzeugbeschichtung und in der Mikroelektronik eingesetzt.
Plasma-PolymerisationOrganische oder anorganische Polymere werden aus einem Monomerdampf unter Einwirkung eines Plasmas (oder auch von UV-Licht) abgeschieden. Anwendungen finden sich z.B. als Schutzschichten für Spiegel in der Solartechnik, als Scheinwerfer im Automobil oder zur Herstellung von Membranen.
PlasmaquelleBei der Erzeugung von Plasmen mittels elektrischer Entladungen reicht das Spektrum von Gleich- und Wechselstrom über Hochfrequenz- bis hin zu Mikrowellenentladungen. Mit steigender Anregungsfrequenz ist u.a. die Realisierung höherer Ionendichten möglich. Gepulste und andere zeitlich veränderliche Plasmen ermöglichen es, kurzzeitig hohe Energien in das Plasma einzubringen und Prozesse gezielt so zu steuern, dass z.B. Relaxationsprozesse oder Folgereaktionen ablaufen und für den Reaktionsprozess genutzt werden können.
Plasma-ÄtzenAbtragetechnik, die am Substrat durch Wechselwirkung mit dem Plasma ein flüchtiges Reaktionsprodukt erzeugt. Die Wechselwirkung kann chemisch reaktiv sein (reaktives Plasma-Ätzen) oder physikalischer Natur (Zerstäuben der Oberfläche), dadurch erfolgt der Materialabtrag am Substrat. Das Verfahren wird vielfach in der Halbleiterindustrie zum Strukturieren eingesetzt.
Plasma-WärmebehandlungThermochemisches Verfahren unter Einwirkung von Plasma, durch das die Werkstücktemperatur wesentlich erniedrigt werden kann.
PVDPhysical Vapor Deposition: Mittels physikalischer Prozesse (Verdampfen, Beschuß mit hochenergetischen Teilchen etc.) wird ein Ausgangsmaterial (Target) im Vakuum abgetragen. Das Material scheidet sich aus der Dampfphase auf Substrat ab. PVD-Verfahren eignen sich zur Beschichtung bei relativ niedrigen Temperaturen.
PyrometerGerät zur berührungslosen Temperaturmessung, das die von einem Körper ausgesendete Wärmestrahlung in einem bestimmten Wellenlängenbereich erfasst. Dadurch kann berührungslos gemessen werden.
Reaktives SputtenIn der Prozesskammer wird dem Arbeitsgas ein Reaktionsgas zugesetzt. Die durch das Plasma ionisierten Atome reagieren mit den gesputterten Schichtatomen in der Vakuumkammer. Die entstandenen Reaktionsprodukte scheiden sich anschließend an der Substratoberfläche ab.
SchwingkreisElektrische Schaltung zur Erzeugung elektrischer Schwingungen. Ein idealer (verlustfreier) Schwingkreis besteht nur aus einer Induktivität und einer Kapazität; ein realer (verlustbehafteter) Schwingkreis enthält zusätzlich Ohmsche Wiederstände, welche die Schwingungen dämpfen. Man unterscheidet Reihen- und Parallelschwingkreise. Jeder reale Schwingkreis ist durch Resonanzfrequenz und Güte gekennzeichnet. Die Güte drückt das Verhältnis von Blind- und Wirkleistung aus.
SputternBezeichnet einen physikalischen Vorgang, bei dem Atome aus einem Festkörper (Traget) durch Beschuss mit energiereichen Ionen (vorwiegend Edelgasionen) herausgelöst werden und in die Gasphase übergehen. Die herausgelösten Teilchen schlagen sich am Substrat nieder und bilden die Schicht. Relativ niedrige Beschichtungsraten gestatten besonders dicke und glatte Schichten. Sputtern wird hauptsächlich in der Mikroelektronik, der Optik und der Werkzeugbeschichtung angewandt.
SubstratDas Substrat ist das zu beschichtende Objekt. In der Chipindustrie kann es für den Siliziumwafer stehen, bei anderen Anwendungen wird z.B. Glas als Substrat für Flachbildschirme oder auch Solarzellen genutzt. Weitere Substrate können Textilien, Folien und Kunststoffe sein.
TargetDas Target ist das beim Sputtern zu zerstäubende Material, mit dem das Substrat beschichtet werden soll.
VaporisationDas Beschichtungsmaterial wird im Vakuum verdampft (z.B. durch Widerstandsheizung oder über Aufheizung mit einem Elektronenstrahl). Der Dampf schlägt sich am Substrat nieder. Mit der Vaporisation sind hohe Schichtraten erreichbar, die allerdings durch die fehlende Plasmaeinwirkung nicht mehr sehr dicht sind. Anwendungen z.B. in der Großflächenbeschichtung.