Hochratesynthese von Hartstoffschichten auf Siliciumbasis - Qucosa ...

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5. Versuchsdurchführung
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Massenflussregler kontrollieren sowohl die Flussraten der Plasmagase als auch des Zerstäubergases,
welche, bevor sie dem Prozess zugeführt werden, in zylindrischen Kammern mit
tangential angebrachten Zuführungen und axialem Abgang gemischt werden. Als Plasmagase
kommen Mischungen aus Argon, Wasserstoff und Stickstoff und zum Zerstäuben darüber
hinaus auch Methan zum Einsatz. Ein rotierender, wassergekühlter Substrathalter erlaubt eine
konstante Substrattemperatur. Die Rotationsgeschwindigkeit beträgt 50 min -1 und der Kühlwasserfluss
8,7 l/min. Eine zweistufige Drehschieberpumpe Leybold Trivac D8A evakuiert
die Kammer vor dem Beschichten auf ca. 10 Pa. Während des Beschichtens hält eine Wasserringpumpe
den Kammerdruck konstant. Brennbare Abgase werden mittels einer Propanflamme
im Abgasstrang verbrannt.
Nach dem Zünden der Plasmen wird der gewünschte Abstand zwischen den Brennern und
dem rotierenden Substrat eingestellt. Wenn sich eine konstante Substrattemperatur eingestellt
hat, beginnt das Zerstäuben des Precursors in den Plasmastrahl. Das Prozessparameterfeld ist
in Tabelle 7 zusammengestellt.
Tabelle 7: Prozessparameterfeld der Drei-Brenner DC Plasmajet CVD Synthese
Parameter Werte
Plasmastrom [A] 200 - 375
Kammerdruck [kPa] 9 - 93
Brennerabstand [mm] 40 – 95
Precursorförderrate [ml/min] ≈ 0,1
Primärgas: Argon
Flussrate pro Brenner [l/min] 25
Sekundärgas: Wasserstoff, Stickstoff
Flussrate pro Brenner [l/min] 0 - 1 (H2), 0 - 3 (N2)
Zerstäubergas: Argon, Wasserstoff,
Stickstoff, Methan
Flussrate [l/min] 2 - 15
Beschichtungsdauer [min] 5 - 10
Nachbehandlungszeit [min] 0 - 6