Projektbereich D Lugscheider, Erich 383 Projektbereich D ... - SFB 289

Abscheideparameter Pulsparameter
Projektbereich D
Lugscheider, Erich
399
Prozessdruck 0,3 – 1 Pa Ton 3,694 x 10 -6 s
Sputterleistung 400W Toff 2,964 x 10 -5 s
O2-Volumenstrom 1,2 – 5,78 sccm F 30kHz
Substrattemperatur RT – 540°C I 0,3 – 0,45 A
Vakuumdruck 7,8 x 10 -5 mbar
Ar-Volumenstrom 23,8 – 91,6 sccm
Tabelle D-1: Übersicht über das untersuchte Parameterfeld bei der Abscheidung von
Kristallinen Zr=2-Schichten
Parallel zur Schichtentwicklung wurde die Grundcharakterisierung durchgeführt, die die
Eigenschaften Schichtdicke, Haftfestigkeit und Struktur der Schichten erfasst. Die
Schichtdicke wurde mit dem Kalottenschliff, bei dem die Kalotten optisch vermessen
werden, bestimmt. In dieser Versuchsreihe konnte festgestellt werden, dass mittels der neu
eingesetzten Pulstechnologie wesentlich höhere Schichtraten im Vergleich zu den DC-
Schichten des zweiten Antragszeitraums im reaktiven Prozess abgeschieden wurden. In
Bild D-5 ist die Kalotte einer ZrO2-Schicht mit einem Haftvermittler aus Wolfram
dargestellt. Deutlich sind einzelne Ringe im Toplayer erkennbar. Es handelt sich um eine
Multilayerschicht aus unterschiedlichen ZrO2-Phasen, die durch Parametervariationen bei
der Abscheidung erzeugt wurde. Diese Phasen konnten in röntgenografischen
Untersuchungen identifiziert werden.
Substrat
Bild D-5: Kalotte einer ZrO2-Schicht, m-ZrO2 (monoklin), t-ZrO2 (tetragonal)
Haftvermittler Wolfram
m- ZrO2
t- ZrO2
Nach der Schichtdickenbestimmung wurde die Haftfestigkeit mittels Scratchtest und
Rockwelleindringtest untersucht. Bei den Scratchtests zeigte sich, dass teilweise ab 30 N
am Rand der Scratche leichte Ausbrüche und Risse wahr zu nehmen sind.