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Showing 1 to 8 of 8 (0.049 seconds)Spelling suggestions: "subject:"kubischen bornitrid"" "subject:"kubischen bornitrids""
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Herstellung und Charakterisierung duenner Schichten aus BornitridHahn, Jens 30 October 1997 (has links) (PDF)
Mit den ionengestuetzten Schichtabscheideverfahren HF-Magnetronzerstaeubung mit
h-BN-Target und Bortarget und mit der DC-Magnetronzerstaeubung mit Bortarget wurden in
Argon/Stickstoffatmosphaere Bornitrid-Schichten abgeschieden. Die DC-
Magnetronzerstaeubung mit einem Bortarget stellt dabei eine relevante Eigenentwicklung dar.
Es wird gezeigt, daß die verwendeten Magnetronzerstaeubungsverfahren unter definierten
Bedingungen die Abscheidung von c-BN-Schichten mit guter Homogenitaet bezueglich
Schichtdicke und Phasenreinheit auf der standardmaeßig beschichteten Substratflaeche
erlauben. Der fuer die c-BN-Nukleation notwendige Ionenbeschuß kann mit Hilfe
plasmadiagnostischer Methoden quantifiziert werden. Es wurden fuer die drei
Zerstaeubungsverfahren unterschiedliche Parameter Ionenenergie und Ionenstrom fuer eine
c-BN-Nukleation gefunden. Ein relativ niedriger Ionenstrom kann durch eine hohe
Ionenenergie kompensiert werden und umgekehrt. Die Mikrostruktur und
Wachstumsmechanismen werden in Abhaengigkeit von den Beschichtungsbedingungen
beschrieben und auf einen Wert des physikalisch relevanten Parameters Totalimpulseintrag
pro Boratom zurueckgefuehrt. Ein Schwerpunkt ist die getrennte Untersuchung von
Keimbildung und Wachstum. Nach der c-BN-Nukleation können Ionenenergie und
Ionenmasse deutlich reduziert werden bei Aufrechterhaltung des c-BN-Wachstums. Die
mögliche Reduzierung des Ionenbeschusses waehrend des Wachstums wird hinsichtlich des
Totalimpulseintrages in die Schicht quantifiziert und die Auswirkungen auf das
Schichtwachstum beschrieben. Die haftfesten, homogenen und phasenreinen h-BN und c-BN-
Schichten wurden einer umfassenden Charakterisierung unterzogen. Es werden optische und
mechanische Eigenschaften vorgestellt.
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Plasmadiagnostische Charakterisierung der Magnetronentladung zur c-BN-AbscheidungWelzel, Thomas 14 February 1999 (has links) (PDF)
Die Abscheidung dünner Schichten mit Hilfe von plasmagestützten Verfahren hat in den letzten Jahrzehnten als Technik zur Oberflächenveredelung und zur Herstellung funktioneller Schichten stark an Bedeutung gewonnen. Die Nichtgleichgewichtsbedingungen im Entladungsraum und an der Oberfläche der wachsenden Schicht ermöglichen die Synthese neuartiger Materialien. Dazu gehören Hartstoffschichten, unter denen das kubische Bornitrid derzeit Gegenstand intensiver weltweiter Forschung ist. Der Abscheideprozeß ist außerordentlich komplex und daher bis heute nicht im Detail verstanden. Eine Optimierung erfolgt daher häufig über zeitaufwendige Trial-and-Error-Methoden. Mit Hilfe der Plasmadiagnostik sind elementare Prozesse und Teilchen bestimmbar, die Aussagen über die Teilchenströme am Ort des Schichtwachstums gestatten. Damit ergibt sich die Möglichkeit der gezielten Beeinflussung und Steuerung der Schichtabscheidung.
In der vorliegenden Arbeit wird die zur Herstellung von kubischen Bornitridschichten genutzte Magnetronentladung untersucht. Dabei werden mit der LANGMUIR-Sonde, der optischen Emissionsspektroskopie und der laserinduzierten Fluoreszenz drei plasmadiagnsotische Verfahren kombiniert eingesetzt. Basis der Charakterisierung des Abscheidprozesses sind Untersuchungen zu elementaren Vorgängen in der Entladung. Dabei kann ein starker Einfluß des verwendeten Arbeitsgases (Ar + N2) auf die Anregung und Ionisation der abgestäubten Boratome beobachtet werden. Weiterhin wird ein Einfluß metastabil angeregter Argonatome auf die Anregung der Stickstoffmoleküle und höher angeregter Argonzustände festgestellt. Räumlich aufgelöste LANGMUIR-Sondenmessungen zeigen eine starke Erhöhung und Inhomogenität der Ladungsträgerdichte im Bereich vor dem Substrat, die auf ein unbalanciertes Magnetron schließen lassen. Aufbauend auf den plasmadiagnostischen Messungen wird die Abscheidung der Bornitridschichten beschrieben. Dabei wird besonders auf die Teilchenströme, die auf das Substrat treffen, eingegangen. Aus dem Ionenstrom und dem Strom der Boratome auf das Substrat erfolgt die Einführung eines Skalierungsparameters, welcher die Bildung der kubischen Phase des Bornitrids beschreibt. Seine Abhängigkeit von externen Prozeßparametern wird untersucht.
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Ion-induced stress relaxation during the growth of cubic boron nitride thin films / Ionen-induzierte Spannungsrelaxation während der Abscheidung von kubischen Bornitrid SchichtenAbendroth, Barbara 27 July 2004 (has links) (PDF)
The aim of the presented work was to deposit cubic boron nitride thin films by magnetron sputtering under simultaneous stress relaxation by ion implantation. An in situ instrument based on laser deflectometry on cantilever structures and in situ ellipsometry, was used for in situ stress measurements. The characteristic evolution of the instantaneous stress during the layered growth of cBN films observed in IBAD experiments, could be reproduced for magnetron sputter deposition. To achieve simultaneous stress relaxation by ion implantation, a complex bipolar pulsed substrate bias source was constructed. This power supply enables the growth of cBN thin films under low energy ion irradiation (up to 200 eV) and, for the first time, the simultaneous implantation of ions with an energy of up to 8 keV during high voltage pulses. It was demonstrated that the instantaneous stress in cBN thin films can be released down to -1.1 GPa by simultaneous ion bombardment during the high voltage pulses. A simultaneous stress relaxation during growth is possible in the total investigated ion energy range between 2.5 and 8 keV. These are the lowest ion energies reported for the stress relaxation in cBN. Since such a substrate bias power supply is easy to integrate in existing process lines, this result is important for industrial deposition of thin films, not only for cubic boron nitride films. It was found that the amount of stress relaxation depends on the number of atomic displacements (displacements per atom: dpa) that are induced by the high energy ion bombardment and is therefore dependent on the ion energy and the high energy ion flux. In practise, this means that the stress relaxation is controlled by the product of the pulse voltage and the pulse duty cycle or frequency. The cantilever bending measurements were complemented on microscopic scale by x-ray diffraction (XRD). The analysis of the cBN (111) lattice distances revealed a pronounced biaxial compressive state of stress in a non-relaxed cBN film with d(111) being larger in out-of-plane than in in-plane direction. Post deposition annealing at 900 ° C of a sample with an ion induced damage of 1.2 dpa, resulted in a complete relaxation of the lattice with equal in-plane and out-of-plane lattice parameters. In the case of medium-energy ion bombardment, the in-plane and out-of-plane lattice parameters approach the value of the annealed sample with increasing ion damage. This is a clear evidence for stress relaxation within the cBN lattice. The stability of cBN under ion bombardment was investigated by IR spectroscopy and XRD. The crystalline cBN was found to be very stable against ion irradiation. However a short-range ordered, sp3/sp2 - mixed phase may exist in the films, which could be preferably converted to a sp2 -phase at high damage values. From the analysis of the near surface region by XANES, it can be concluded the stress relaxation by the energetic ion bombardment is less at the surface than in the bulk film. This is explained with the dynamic profile of the ion induced damage, that reaches the stationary bulk value in 15-20 nm depth, whereas it is decreasing towards the surface. This fits with the results that the stress relaxation is dependent on the amount of ion induced damage. Comparing the results from substrate curvature measurement, XRD, XANES, and IR spectroscopy possible mechanisms of stress relaxation are discussed. Concluding the results, it can be stated that using simultaneous ion implantation for stress relaxation during the deposition it is possible to produce BN films with a high amount of the cubic phase and with very low residual stress.
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Herstellung und Charakterisierung duenner Schichten aus BornitridHahn, Jens 22 October 1997 (has links)
Mit den ionengestuetzten Schichtabscheideverfahren HF-Magnetronzerstaeubung mit
h-BN-Target und Bortarget und mit der DC-Magnetronzerstaeubung mit Bortarget wurden in
Argon/Stickstoffatmosphaere Bornitrid-Schichten abgeschieden. Die DC-
Magnetronzerstaeubung mit einem Bortarget stellt dabei eine relevante Eigenentwicklung dar.
Es wird gezeigt, daß die verwendeten Magnetronzerstaeubungsverfahren unter definierten
Bedingungen die Abscheidung von c-BN-Schichten mit guter Homogenitaet bezueglich
Schichtdicke und Phasenreinheit auf der standardmaeßig beschichteten Substratflaeche
erlauben. Der fuer die c-BN-Nukleation notwendige Ionenbeschuß kann mit Hilfe
plasmadiagnostischer Methoden quantifiziert werden. Es wurden fuer die drei
Zerstaeubungsverfahren unterschiedliche Parameter Ionenenergie und Ionenstrom fuer eine
c-BN-Nukleation gefunden. Ein relativ niedriger Ionenstrom kann durch eine hohe
Ionenenergie kompensiert werden und umgekehrt. Die Mikrostruktur und
Wachstumsmechanismen werden in Abhaengigkeit von den Beschichtungsbedingungen
beschrieben und auf einen Wert des physikalisch relevanten Parameters Totalimpulseintrag
pro Boratom zurueckgefuehrt. Ein Schwerpunkt ist die getrennte Untersuchung von
Keimbildung und Wachstum. Nach der c-BN-Nukleation können Ionenenergie und
Ionenmasse deutlich reduziert werden bei Aufrechterhaltung des c-BN-Wachstums. Die
mögliche Reduzierung des Ionenbeschusses waehrend des Wachstums wird hinsichtlich des
Totalimpulseintrages in die Schicht quantifiziert und die Auswirkungen auf das
Schichtwachstum beschrieben. Die haftfesten, homogenen und phasenreinen h-BN und c-BN-
Schichten wurden einer umfassenden Charakterisierung unterzogen. Es werden optische und
mechanische Eigenschaften vorgestellt.
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Plasmadiagnostische Charakterisierung der Magnetronentladung zur c-BN-AbscheidungWelzel, Thomas 15 December 1998 (has links)
Die Abscheidung dünner Schichten mit Hilfe von plasmagestützten Verfahren hat in den letzten Jahrzehnten als Technik zur Oberflächenveredelung und zur Herstellung funktioneller Schichten stark an Bedeutung gewonnen. Die Nichtgleichgewichtsbedingungen im Entladungsraum und an der Oberfläche der wachsenden Schicht ermöglichen die Synthese neuartiger Materialien. Dazu gehören Hartstoffschichten, unter denen das kubische Bornitrid derzeit Gegenstand intensiver weltweiter Forschung ist. Der Abscheideprozeß ist außerordentlich komplex und daher bis heute nicht im Detail verstanden. Eine Optimierung erfolgt daher häufig über zeitaufwendige Trial-and-Error-Methoden. Mit Hilfe der Plasmadiagnostik sind elementare Prozesse und Teilchen bestimmbar, die Aussagen über die Teilchenströme am Ort des Schichtwachstums gestatten. Damit ergibt sich die Möglichkeit der gezielten Beeinflussung und Steuerung der Schichtabscheidung.
In der vorliegenden Arbeit wird die zur Herstellung von kubischen Bornitridschichten genutzte Magnetronentladung untersucht. Dabei werden mit der LANGMUIR-Sonde, der optischen Emissionsspektroskopie und der laserinduzierten Fluoreszenz drei plasmadiagnsotische Verfahren kombiniert eingesetzt. Basis der Charakterisierung des Abscheidprozesses sind Untersuchungen zu elementaren Vorgängen in der Entladung. Dabei kann ein starker Einfluß des verwendeten Arbeitsgases (Ar + N2) auf die Anregung und Ionisation der abgestäubten Boratome beobachtet werden. Weiterhin wird ein Einfluß metastabil angeregter Argonatome auf die Anregung der Stickstoffmoleküle und höher angeregter Argonzustände festgestellt. Räumlich aufgelöste LANGMUIR-Sondenmessungen zeigen eine starke Erhöhung und Inhomogenität der Ladungsträgerdichte im Bereich vor dem Substrat, die auf ein unbalanciertes Magnetron schließen lassen. Aufbauend auf den plasmadiagnostischen Messungen wird die Abscheidung der Bornitridschichten beschrieben. Dabei wird besonders auf die Teilchenströme, die auf das Substrat treffen, eingegangen. Aus dem Ionenstrom und dem Strom der Boratome auf das Substrat erfolgt die Einführung eines Skalierungsparameters, welcher die Bildung der kubischen Phase des Bornitrids beschreibt. Seine Abhängigkeit von externen Prozeßparametern wird untersucht.
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Ion-induced stress relaxation during the growth of cubic boron nitride thin filmsAbendroth, Barbara 05 July 2004 (has links)
The aim of the presented work was to deposit cubic boron nitride thin films by magnetron sputtering under simultaneous stress relaxation by ion implantation. An in situ instrument based on laser deflectometry on cantilever structures and in situ ellipsometry, was used for in situ stress measurements. The characteristic evolution of the instantaneous stress during the layered growth of cBN films observed in IBAD experiments, could be reproduced for magnetron sputter deposition. To achieve simultaneous stress relaxation by ion implantation, a complex bipolar pulsed substrate bias source was constructed. This power supply enables the growth of cBN thin films under low energy ion irradiation (up to 200 eV) and, for the first time, the simultaneous implantation of ions with an energy of up to 8 keV during high voltage pulses. It was demonstrated that the instantaneous stress in cBN thin films can be released down to -1.1 GPa by simultaneous ion bombardment during the high voltage pulses. A simultaneous stress relaxation during growth is possible in the total investigated ion energy range between 2.5 and 8 keV. These are the lowest ion energies reported for the stress relaxation in cBN. Since such a substrate bias power supply is easy to integrate in existing process lines, this result is important for industrial deposition of thin films, not only for cubic boron nitride films. It was found that the amount of stress relaxation depends on the number of atomic displacements (displacements per atom: dpa) that are induced by the high energy ion bombardment and is therefore dependent on the ion energy and the high energy ion flux. In practise, this means that the stress relaxation is controlled by the product of the pulse voltage and the pulse duty cycle or frequency. The cantilever bending measurements were complemented on microscopic scale by x-ray diffraction (XRD). The analysis of the cBN (111) lattice distances revealed a pronounced biaxial compressive state of stress in a non-relaxed cBN film with d(111) being larger in out-of-plane than in in-plane direction. Post deposition annealing at 900 ° C of a sample with an ion induced damage of 1.2 dpa, resulted in a complete relaxation of the lattice with equal in-plane and out-of-plane lattice parameters. In the case of medium-energy ion bombardment, the in-plane and out-of-plane lattice parameters approach the value of the annealed sample with increasing ion damage. This is a clear evidence for stress relaxation within the cBN lattice. The stability of cBN under ion bombardment was investigated by IR spectroscopy and XRD. The crystalline cBN was found to be very stable against ion irradiation. However a short-range ordered, sp3/sp2 - mixed phase may exist in the films, which could be preferably converted to a sp2 -phase at high damage values. From the analysis of the near surface region by XANES, it can be concluded the stress relaxation by the energetic ion bombardment is less at the surface than in the bulk film. This is explained with the dynamic profile of the ion induced damage, that reaches the stationary bulk value in 15-20 nm depth, whereas it is decreasing towards the surface. This fits with the results that the stress relaxation is dependent on the amount of ion induced damage. Comparing the results from substrate curvature measurement, XRD, XANES, and IR spectroscopy possible mechanisms of stress relaxation are discussed. Concluding the results, it can be stated that using simultaneous ion implantation for stress relaxation during the deposition it is possible to produce BN films with a high amount of the cubic phase and with very low residual stress.
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Phase formation processes in the synthesis of boron nitride thin films / Phasenbildungsprozesse bei der Synthese von dünnen Filmen aus BornitridEyhusen, Sören 27 October 2005 (has links)
No description available.
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Lanthanide Doped Wide Band Gap Semiconductors: Intra-4f Luminescence and Lattice Location Studies / Lanthanid-dotierte Halbleiter mit großer Bandlücke: Intra-4f Lumineszenz- und GitterplatzuntersuchungenVetter, Ulrich 15 July 2003 (has links)
No description available.
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