ACF - VortragACF - Vortrag

"Herstellungsverfahren "Herstellungsverfahren von dünnen Schichten"von dünnen Schichten"

von Sven Wiegandvon Sven Wiegand

Verfahren zur Herstellung dünner OberflächenVerfahren zur Herstellung dünner Oberflächen

Gliederung:Gliederung:

1. Übersicht über Beschichtungsverfahren1. Übersicht über Beschichtungsverfahren

2. PVD - Verfahren2. PVD - Verfahren

3. CVD - Verfahren3. CVD - Verfahren

4. Fazit: Vor- und Nachteile der Verfahren4. Fazit: Vor- und Nachteile der Verfahren

Verfahren zur OberflächenbeschichtungVerfahren zur Oberflächenbeschichtung

Physical Vapor Deposition, K. Bobzin, E. Lugscheider, A. Krämer, RWTH Aachen

Beispiele für SchichtenBeispiele für Schichten

[www.fgb.mw.tum.de/Lehre/Mikrotechnische_ Sensorik+Aktorik/WS05/05_Vorlesung_MSA.pdf ]

PVD - VerfahrenPVD - Verfahren

PVD-VariantenPVD-Varianten

Delmdahl, Physik Journal 4 (2005), Nr. 11

Physical Vapor Deposition, K. Bobzin, E. Lugscheider, A. Krämer, RWTH Aachen

Molekularstrahlepitaxie (MBE)Molekularstrahlepitaxie (MBE)

[Dissertation Sven Beyer "Herstellung und Charakterisierung niedrigdimensionaler Elektronensysteme mit Hilfe von in situ Ätzen und Molekularstrahl Epitaxie", Hamburg]

T = 580 °C

p = 10-11 Torr

PVDPVD

[Dünnschichttechnologie 1, http://www.iws.fhg.de]

Thornton-ZonenThornton-Zonen

Dissertation Yvette Dietzel, "Beschichtung von textilen Flächen mit den PVD-Technologien reaktives Vakuumbogen-Verdampfen und reaktives Magnetron-Sputtern", TU-Dresden

PVD-Anwendung: UhrenbeschichtungPVD-Anwendung: Uhrenbeschichtung

1 - Ein Uhrgehäuse aus rostfreiem Stahl kommt in die PVD-Kammer

2 - Die Kammer wird auf 10 bis 6 mbar evakuiert

3 - Argon wird in die Kammer eingelassen und mit einer elektrischen Entladung von

mehreren tausend Volt ionisiert

4 - Die positiv geladenen Argonionen beschießen eine negativ geladene Titanplatte

5 - Die durch den Beschuss freigesetzten Ti-Atome werden durch das polarisierte Gehäuse

angezogen

6 - Stickstoff wird zusätzlich in die Kammer geführt und verbindet sich mit den Titanatomen;

das entstehende TiN überzieht das Gehäuse mit einer 0,7 bis 1,0 Mikrometer starken Schicht

7 - Ebenfalls unter Vakuum wird eine 0,15 bis 0,3 Mikrometer starke Goldschicht

aufgedampft

8 - Das beschichtete Uhrengehäuße verläßt die Kammer [www.longines.com]

TiN-beschichtete WerkstückeTiN-beschichtete Werkstücke

Chemical vapour deposition CVDChemical vapour deposition CVD

CVD - ReaktionenCVD - Reaktionen

Chemical vapour deposition CVDChemical vapour deposition CVD

Chemical vapour deposition CVDChemical vapour deposition CVD

[Dünnschichttechnologie 1, http://www.iws.fhg.de

LPCVDLPCVD

www.fgb.mw.tum.de/Lehre/Mikrotechnische_ Sensorik+Aktorik/WS05/05_Vorlesung_MSA.pdf ]

CVDCVD

PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition):PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition):

mittels eines Plasmas werden die chemischen Reaktionen initiiertmittels eines Plasmas werden die chemischen Reaktionen initiiert

Vorteil: geringere Temperaturen als bei einer normalen CVD Vorteil: geringere Temperaturen als bei einer normalen CVD (ca. 400 - 500 °C)(ca. 400 - 500 °C)

Epitaktisches WachstumEpitaktisches Wachstum

www.fgb.mw.tum.de/Lehre/Mikrotechnische_ Sensorik+Aktorik/WS05/05_Vorlesung_MSA.pdf

CVD - AnwendungCVD - Anwendung

[Dünnschichttechnologie 1, http://www.iws.fhg.de]

Unterschiede zwischen PVD und CVDUnterschiede zwischen PVD und CVD

CVD-Schichten bedecken die Oberfläche gleichmäßig, bei PVD-Beschichtungsverfahren kommt es wegen der gerichteten Flugbahn der Teilchen bei dreidimensionalen Oberflächen zu ungleichmäßiger Beschichtung ("Sichtlinien-Problem")

CVD PVD

Physical Vapor Deposition, K. Bobzin, E. Lugscheider, A. Krämer, RWTH Aachen