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Modifiziertes Puls-Arc-Verfahren mit Magnetfeldführung
Finanzierung:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) ;
Modifiziertes Puls-Arc-Verfahren mit Magnetfeldführung
Schematische Übersicht der Komponenten der Magnetstromquelle
Das modifizierte Puls-Arc-Verfahren ist durch zwei unterschiedliche Prozessphasen gekennzeichnet: Die Pulsstromphase bestimmt hauptsächlich die Prozesseigenschaften, während die Grundstromphase die Entladung aufrecht erhält. Die Anwendung eines veränderlichen Magnetfeldes ermöglicht eine Anpassung der Feldstärke an den Verlauf des Bogenstromes. Die Fußpunkte würden unter Magnetfeldeinfluss in der Pulsstromphase eine kleinere Fläche überstreichen. Um zu verhindern, dass dies zu einer Verringerung der Beschichtungsrate führt, sollte in der Pulsstromphase auf die Anwendung eines Magnetfeldes verzichtet werden. Nach jedem Bogenstrompuls wird das Magnetfeld dann wieder benötigt, um die Fußpunkte auf eine definierte Bahn zu zwingen. Dieses Magnetfeld in der Grundstromphase bewirkt, dass sich die Fußpunkte nicht zu nah am Rand des Targets bewegen. Somit kann der Bogenstromimpuls die Fußpunkte nicht über den Rand hinaus bewegen, was zu einem unerwünschten Verlöschen des Bogens führen würde.Die Steuerung eines externen Magnetfeldes während der Verfahrenskombination von Steered-Arc- und modifiziertem Puls-Arc-Prozess ergibt für die Anwendung von gepulsten Prozessen neue Freiheitsgrade. So konnte z. B. beobachtet werden, dass die Anwendung eines auf den Bogenstrom synchronisierten Magnetfeldes eine Steigerung der Beschichtungsrate im Vergleich zu einem permanent wirkenden Magnetfeld hervorruft. Dem Nachteil einer verringerten Beschichtungsrate beim Einsatz von Permanentmagnetfeldern wird so durch die Synchronisation eines Magnetfeldes auf den gepulsten Bogenstrom entgegengewirkt. Bei nahezu allen verwendeten Pulsparametern verringert sich der Droplet-anteil bei einer TiN-Beschichtung durch die Anwendung eines Magnetfeldes beim modifizierten Puls-Arc-Verfahren im Vergleich zum Verfahren ohne Magnetfeldbeeinflussung. Die Verwendung eines auf den Bogenstrom synchronisierten Magnetfeldes im Vergleich zu einem permanent wirkenden Magnetfeld führt häufig zu einer geringeren Dropletemission.

Anmerkungen

Projektleiter bis 2004: Prof. Dr.-Ing. habil. H. Mecke

Schlagworte

Beschichtung, Magnetfeld, Steered Arc, Vakuumbogen, modifizierter Puls Arc
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