Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...
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2. Stand der Forschung<br />
35<br />
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Somit sinkt die notwendige Anzahl <strong>von</strong> Atomen zum Bilden eines stabilen Keims mit der<br />
Übersättigung des Dampfes in der Grenzschicht und der Wechselwirkungsenergie benachbarter<br />
Teilchen.<br />
Für die Keimbildung <strong>auf</strong> dem Substrat ist der Oberflächenzustand <strong>von</strong> großer Bedeutung.<br />
Verunreinigungen senken in der Regel die Oberflächenenergie, so dass an diesen Stellen<br />
bevorzugt Keime gebildet werden. Auf idealen Oberflächen wachsen Schichten Atomlage für<br />
Atomlage <strong>auf</strong>, während sich <strong>auf</strong> Oberflächen mit lokalen Schwankungen der Oberflächenenergie<br />
Inseln stabiler Keime bilden (Abbildung 10). Neben der Sauberkeit der Oberfläche<br />
nimmt auch die Rauheit und der chemische Zustand der Oberfläche einen wesentlichen Einfluss.<br />
Die Aufwachsbedingungen reagierter, in den meisten Fällen oxidierter Oberflächen<br />
unterscheiden sich wesentlich <strong>von</strong> denen reiner Metalloberflächen.<br />
Abbildung 10: Keimwachstum (oben: planares Wachstum, Atomlage <strong>auf</strong> Atomlage; unten:<br />
Inselbildung) [Fre95]<br />
Auch die Kristallstruktur des Substrats nimmt Einfluss <strong>auf</strong> die Schichtbildung. Sind Substratund<br />
Schichtmaterial identisch, erfolgt homogene Keimbildung, die <strong>auf</strong> Grund der idealen<br />
Voraussetzungen seitens der Atomabstände und Kristallstruktur gegenüber der heterogenen<br />
Keimbildung <strong>auf</strong> einem Substratmaterial mit sich vom Schichtmaterial unterscheidenden<br />
strukturellen Parametern erleichtert ist. Bei sehr unterschiedlichen Atomabständen und<br />
-radien des Beschichtungswerkstoffs gegenüber dem Substrat wachsen zunächst eine oder<br />
einige wenige Atomlagen mit verzerrter Gitterstruktur, die bei weiterem Wachstum relaxiert,<br />
<strong>auf</strong>. In einigen Fällen kann auch im Übergangsbereich zunächst eine Initialschicht mit einer
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