Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...
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6. Untersuchungsergebnisse<br />
131<br />
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Substrat: S235JR Precursor: HMDSO<br />
Generatorleistung: 49,7 kW Zentralgas: Ar (20 l/min)<br />
Zerstäubergas: He (4,5 l/min) Hüllgas: Ar / N2 / H2 (29 / 19 / 5 l/min)<br />
Abbildung 82: REM Aufnahmen der Bruchfläche einer HVHF Plasmajet CVD Schicht mit<br />
kolumnarer Morphologie<br />
Die Oberfläche <strong>von</strong> HVHF Plasmajet CVD Schichten mit kolumnarer Morphologie ist<br />
vergleichbar zu der <strong>von</strong> kolumnaren Drei-Brenner DC Plasmajet CVD Schichten. In<br />
Abbildung 83 sind zwei lichtmikroskopische Aufnahmen der Aufsicht <strong>auf</strong> Schichten, die aus<br />
TMDSO <strong>auf</strong> unterschiedlichen Substraten synthetisiert wurden, dargestellt. Bei nahezu<br />
gleichen Plasmaparametern weist die Schicht <strong>auf</strong> Cu Zn 10 eine wesentlich gröbere Oberflächenstruktur<br />
<strong>auf</strong>. Auf Grund der mehr als dreifachen Wärmeleitfähigkeit bei gleicher Substratdicke<br />
ist die Oberflächentemperatur des Messings deutlich geringer als die des Stahlsubstrats.<br />
Die höhere Beweglichkeit <strong>von</strong> Spezies an der heißeren Stahloberfläche kann das ebene<br />
Schichtwachstum fördern. Darüber hinaus ist auch ein Einfluss oberflächenkatalytischer Prozesse<br />
denkbar.<br />
Grundsätzlich wirkt sich der Einsatz <strong>von</strong> Stickstoff im Hüllgas günstig <strong>auf</strong> die Schichteigenschaften<br />
aus. Sowohl beim Einsatz <strong>von</strong> reinem Argon als auch <strong>von</strong> Ar / He oder Ar / H2<br />
Gemischen im Hüllgas ist die Beschichtungsfläche wesentlich geringer als beim Einsatz<br />
reinen Stickstoffs oder <strong>von</strong> Ar / N2 Gemischen. Weiterhin nimmt die Beschichtungsfläche mit<br />
steigender Generatorleistung für nahezu alle Substrate zu. Beim Beschichten <strong>von</strong> Aluminium<br />
sind Substrattemperaturen, die nahezu der Schmelztemperatur entsprechen, notwendig, um<br />
eine gute Anbindung zwischen Schicht und Substrat zu erreichen. Auf Grund des großen Unterschieds<br />
der thermischen Ausdehnung <strong>von</strong> Substrat und Beschichtung entstehen Eigenspannungen,<br />
die häufig zum vollständigen Abplatzen der Schichten nach dem Abkühlen führen.
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