Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

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6. Untersuchungsergebnisse
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primär abgeschiedenen Säulen bilden (Abbildung 64). Diese wachsen mit wesentlich höherer
Geschwindigkeit als die primär abgeschiedenen Säulen und bilden durch Zusammenwachsen
geschlossene Oberflächen. Ringartige Strukturen in der sekundär synthetisierten Morphologie,
die eine hohe Dichte feiner Poren aufweist, belegen ein planares Wachstum. Im Beschichtungszentrum
werden innerhalb von 3 Minuten 75 µm (d´ = 1.500 µm/h) und am Rand
der Schicht mit glatter Oberfläche 55 µm (d´ = 1.100 µm/h) Schichtdicke erzielt.
Plasmastrom: 375 A Brennerabst.: 50 mm
Plasmagas: Ar (25 l/min) Zerstäubergas: Ar (2 l/min)
Abbildung 64: REM Aufnahmen einer mittels Drei-Brenner DC Plasmajet CVD auf
Molybdän synthetisierten Schicht aus HMDSZ im Beschichtungszentrum
(links, vom Substrat abgelöst) bzw. im Abstand von 20 mm (rechts)
Schichtstruktur
Die Schichtstruktur hängt vom eingesetzten Precursor, der Zusammensetzung der Plasmagase
und des Zerstäubergases sowie dem Kammerdruck ab. Bis zu Kammerdrücken von 30 kPa
gelingt unter Einsatz von Stickstoff als Plasmasekundärgas und / oder als Zerstäubergas
sowohl aus dem stickstoffhaltigen Precursor HMDSZ als auch aus HMDSO die Synthese
teilkristalliner Schichten. Die Signifikanz der β-Si3N4 Reflexe nimmt mit sinkendem
Kammerdruck zu. Bei hohen Substrattemperaturen kann neben β-Si3N4 auch α-Si3N4 nachge-
wiesen werden (Abbildung 65). Generell nimmt die Schichtkristallinität mit steigender
Substrattemperatur zu. Aus HMDSZ lassen sich auch beim Einsatz von Ar / H2 Plasmen
Schichten mit β-Si3N4 Anteilen synthetisieren. Schichten, die aus den Precursoren HMDSO
oder TMDSO mittels Ar oder Ar / H2 Plasmen hergestellt werden, sind zumeist vollständig
röntgenamorph. Nur in Ausnahmefällen können Reflexe, die sich unterschiedlichen
Modifikationen von β-SiC zuordnen lassen, detektiert werden. Dabei entspricht diese niemals