Hochenergieimpulsmagnetronsputtern von Isolationsschichten für Neuroimplantate

Abstract

Das Ziel der Arbeit war es zu überprüfen, wie langlebig Teststrukturen für Neuroimplantate die mit aktuellen Fertigungsverfahren hergestellt werden sind und wie weit die Lebensdauer mithilfe von Zwischenschichten, die mittels HIPIMS-Verfahren erzeugt wurden, verlängert werden kann. In dieser Arbeit wurden Versuche zur Lebensdauersteigerung von Neuroimplantaten durchgeführt. Im ersten Teil der Arbeit werden Vergleichsmessungen mit Referenzstrukturen beschrieben. Diese wurden entsprechend vermessen und analysiert - hinsichtlich der Schadensfälle und der Verteilung der Lebensdauern. Es hat sich gezeigt, dass die Lebensdauer von Proben ohne Zwischenschichten gut mittels der Weibull-Verteilung beschreibbar ist und dass die Annahme, dass die Lebensdauer um den Faktor zwei mit einer Steigerung der Temperatur um 10 °C sinkt, so nicht anwendbar ist. Im zweiten Teil wurden Vorversuche für die Abscheidung dünner Schichten durchgeführt. Dazu gehören die Abscheidung von Oxiden sowie die Untersuchung der Schichteignung. Letztere umfasst die Schichthaftung, Verwendbarkeit als elektrische Isolierung sowie Undurchlässigkeit für Flüssigkeiten. Relevant waren auch das Vorhandensein von Pinholes, Zusammensetzungund Struktur. Und zuletzt wurden Proben hergestellt, die das Verhaltenvon Neuroimplantaten simulieren sollen. Diese Proben waren mit Zwischenschichten versehen. Als Zwischenschichten wurden Aluminiumoxid, Titanoxid, Tantaloxid und ein Schichtpaket aus Aluminium- und Titanoxid verwendet. Die Nutzung von Titanoxid und Tantaloxid hat zu sehr kurzen Lebensdauern geführt, möglicherweise, weil diese Schichten sich als wasserführend erwiesen haben. Die Aluminiumoxidschichten haben sich als brauchbare Zwischenschichten erwiesen.