Ionenstrahlgestützte Schichtabscheidung (IBAD)
Die Kombination eines Vakuumbeschichtungsprozesses mit zusätzlichem Bombardement energetischer Ionen erlaubt die Herstellung von dünnen Schichten metastabiler Phasen, amorpher Strukturen oder speziellem kristallinen Aufbau zum Zwecke optischer und elektronischer Anwendungen bzw. für Korrosions- und Verschleißschutzbarrieren. Die Filmdichte, -zusammensetzung, -lagenstruktur, -porosität, -reinheit, der Spannungszustand, die Mikrostruktur und andere Eigenschaften können beeinflußt werden.
Vorteile des IBAD-Prozesses:
- Verbesserte Filmadhäsion
- hohe Filmdichte, niedrige Porosität
- niedrige Substrattemperaturen
- Kontrollierbarkeit der Texturen (Orientierung)
- Synthese von Superhartstoffen
- reaktive und nichtreaktive Ionenstrahlunterstützung ist möglich
Typische Dünnfilmsysteme, die mittels IBAD hergestellt werden können:
Material
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Evaporant
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Ion
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Energie
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Temperatur
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a-C | C |
Ar+/Ne+
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200...1000eV
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<100°C
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c-BN | B |
N2+ und N+/Ar+
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300...1500eV
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200...600°C
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AlN | Al |
N2+ und N+
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75...1000eV
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<100°C
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TiN | Ti |
N2+ und N+
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100...30000eV
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RT...600°C
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TiAlN | Ti/Al |
N2+ und N+/Ar+
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100...30000eV
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RT...600°C
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CNx | C |
N2+ und N+
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100...1500eV
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RT...400°C
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Si3N4 | Si |
N2+ und N+
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60...700eV
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<200°C
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Metall-Oxide | Me (Zr, Al, Ti) |
O2+
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100...1000eV
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50...600°C
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HTSL | BaF2, Cu, Y |
O2+
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50eV
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560...640°C
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