Das Plasma-Start-up

Adlershofer Gründerfirma entwickelt ein Verfahren, um opto- und mikroelektronische Bauelemente mikrometergenau zu beschichten oder zu strukturieren

Die GOLARES GmbH ist ein frisch gegründetes Spin-off des Leibniz-Instituts für Kristallzüchtung. Im Adlershofer Zentrum für Photonik und Optik treibt das Gründerduo mit einer selbstentwickelten Plasmaquelle ein Verfahren zum hoch präzisen und homogenen Beschichten sowie zum effizienten Strukturieren von Mikrooptiken, Sensoren oder optoelektronischen Komponenten voran.

Wenn ihre Mägen knurren, gehen Michael Arens und Sebastian Golka zuweilen getrennte Wege. Arens liebt Rinderrouladen und im Sommer leichte Salate. Golka zieht es zur asiatischen Küche. Doch sind die Teller abgeräumt, dann stecken die Gründer der GOLARES GmbH wieder die Köpfe zusammen, um ihr Plasmaverfahren zu verfeinern.

Seit Juni 2016 sind sie offiziell Unternehmer. Ihre Gründung treiben sie mit Absicherung eines EXIST-Gründerstipendiums von Bundeswirtschaftsministerium und EU-Sozialfonds schon einige Monate länger voran. Ihr Businessplan steht. Sie haben es geschafft, ihre selbstentwickelte, induktiv gekoppelte Plasmaquelle in einer ausgemusterten Anlage zum Laufen zu bringen. Darin kann das Duo opto- und mikroelektronische Bauelemente mikrometergenau beschichten oder strukturieren. Mal geht es um Wärmeabfuhr aus Lasern. Mal ersetzt ihr Plasma nasschemische Verfahren und ätzt im präzisen trockenen Prozess Strukturen in Sensoren oder elektrooptische Komponenten.

Die Möglichkeiten des Verfahrens wirken beinahe unwirklich. So treibt ihr Plasma an definierten Stellen senkrechte µm-Gräben in Siliziumwafer. Oder es bringt zugleich stromisolierende und wärmeleitende Schichten auf, um damit die Wärmeproblematik in Lasern und Mikrosystemen zu entschärfen. Möglich wird das, indem ihre Anlage durch eine Glasscheibe hindurch mit Spulen ein Plasma erzeugt – im Vakuum bei circa ein Pascal Druck. Der Vorteil: Atome sind unter diesen Bedingungen um ein Tausendfaches weiter voneinander entfernt, als unter Normalbedingungen. Das zahlt sich aus, wenn die Gründer abhängig von der jeweiligen Anwendung unterschiedliche technische Gase in das Plasma einleiten. Deren Moleküle werden chemisch zerlegt und ionisiert. „Es kommt darauf an, die Energie auf möglichst viele Atome zu verteilen, anstatt einzelne Atome mit viel Energie aufzuladen“, erläutert Golka. Denn nur so lagern sich die funktionalen Schichten mit hoher Gleichmäßigkeit, also homogen und mit minimaler Rauigkeit, auf den Bauteilen im Reaktor ab.

Die Art der Schicht stellen die Gründer über die Gaszusammensetzung ein. Aus aluminium- und stickstoffhaltigem Gas erzeugen sie Aluminiumnitrid. Ersetzt Titan den Aluminiumanteil, entsteht Titannitrid. Sauerstoff statt Stickstoff resultiert in Oxiden. Und so fort. Soweit verständlich. Doch wie gelingt es, mit Plasma Vertiefungen mit senkrechten Wänden in Komponenten zu ätzen? – Einzelheiten verrät Arens nicht, doch habe es damit zu tun, dass sie eine Vorspannung an den Bauteilen erzeugen und lithographisch aufgebrachte Schutzmasken alle Bereiche vor dem Ätzgas schützen, die nicht strukturiert werden sollen. Zusätzlich versehen sie die neu gebildeten Wände der µm-Gräben durch Auswahl geeigneter Gasmischungen mit Schutzschichten. So arbeitet sich das Plasma mit hoher Selektivität und hohen Ätzraten nur in die Tiefe vor und zieht so definierte Gräben.

Bauteile bis acht Zoll Größe kann GOLARES beschichten und in Kürze auch strukturieren. Das können Einzelteile für Forschungszwecke oder Kleinserien sein. „Unser Verfahren hebt sich mit seinen Ätzraten und der geringen Schädigung deutlich vom Stand der Technik ab“, sagt Arens. Interessierte können auf die Gründer zugehen – und die Qualität der Plasmaprozesse zunächst kostenlos testen. „Wir beraten sie dabei, den für ihre Anwendung und Anforderung optimalen Prozess zu entwickeln, setzen diesen in unserer Anlage um und können ihn bis zur Serienreife weiter optimieren“, ergänzt Golka. Dass so viele Adlershofer Nachbarn in der Photonik und der Mikrosystemtechnik aktiv sind, sei gewiss kein Nachteil. Was ihm hier am Standort noch fehle, sei eine ähnliche Vielfalt an guter asiatischer Küche.

Kontakt:

GOLARES plasma processing
Dr. Michael Arens / Dr. Sebastian Golka
Carl-Scheele-Str. 16, 12489 Berlin
Tel.: +49 30 6392-1738
E-Mail: info(at)golares.de
www.golares.de

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Sylvia Nitschke
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