Schutzschicht Siliziummonoxid oder Siliziumdioxid

Hallo Kai, hallo TONI,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Kannst Du nicht etwas Sauerstoff einlassen?
Einzig um die Vorpumpe habe ich etwas Bedenken.
Weiss nicht ob der Gasballast reicht....

...Ja, ohne zusätzlichen O2-Partialdruck wird es nicht gehen.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ich sehe kein Problem darin das zu realisieren. Mein System hält Hochvakuum auch bei leichtem Gasballast. Das hab ich schon früher mal ausprobiert. Die VP würde dann nur einen marginal erhöhten Sauerstoffgehalt erleben.

Hab nur noch nicht richtig verstanden wie hoch idealerweise der Sauerstoffpartialdruck während der SIO- Bedampfungsphase sein sollte. Bisher war ich der Meinung die im HV fertig bedampfte SIO- Schicht würde bei Kontakt mit Luft schnell zu SiO2 oxidieren.

Geht es denn auch wenn man die im HV fertig bedampfte SIO- Schicht anschließend in einer O2- Atmosphäre von ca. 0,01 mb „beglimmen“ würde? Das könnte man in mehrere Episoden aufteilen, etwa so:

a) Ca. 20% der SiO- Schicht im HV aufdampfen.
b) Sauerstoff bis ca. 0,01 mb einlassen.
c) Einige min. lang glimmen.
d) Wieder auf HV evakuieren.

Diesen Zyklus 5x fahren.

Gruß Kurt

Hallo Kurt,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bisher war ich der Meinung die im HV fertig bedampfte SIO- Schicht würde bei Kontakt mit Luft schnell zu SiO2 oxidieren.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nein, es verdichten sich ernste Zweifel an dieser Theorie.

Ich habe Dir gerade ein PDF geschickt, den direkte Link finde ich nicht mehr.
Da steht einiges zu den Bedampfungsbedingungen drin.

edit: Link nachgereicht
https://www.rdmathis.com/PDF/S…-Techniques-watermark.pdf

Viele Grüße
Kai

Hallo Kai,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
<br />Hallo Kurt,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Bisher war ich der Meinung die im HV fertig bedampfte SIO- Schicht würde bei Kontakt mit Luft schnell zu SiO2 oxidieren.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Nein, es verdichten sich ernste Zweifel an dieser Theorie.

Ich habe Dir gerade ein PDF geschickt, den direkte Link finde ich nicht mehr.
Da steht einiges zu den Bedampfungsbedingungen drin.

edit: Link nachgereicht
https://www.rdmathis.com/PDF/S…-Techniques-watermark.pdf

Viele Grüße
Kai
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

vielen Dank für den Link. Damit hätte ich schon mal einen solide Basis für die optimale Verdampfertemperatur. Als nächsten Versuch werde ich einfach mal meinen gedeckten Verdampfer mit einer definierten Menge SiO beschicken, so ca. 100 mg und schauen wie der vorher Al- bedampfte Spiegel danach aussehen wird. Versuche mit definierter Sauerstoffzugabe folgen dann später.

Gruß Kurt

Hallo Kai,

hab den 1. Verdampfungsversuch mit deinen SiO- Krümeln gemacht.

<b>Bild 5</b>

<b>Bild 6</b>

Das Ergebnis sieht sehr ähnlich aus wie bei der Bedampfung mit meinem Quarzglasbrösel. Aus dem Vergleich der entsprechenden Kontaktinterferogramme kann man aber schließen dass die Schutzschicht in Bild 5 deutlich deutlich dicker ist als die als die gemäß Bild 3. Erwartungsgemäß taugt sie aber immer noch nicht so recht, weil sie zu viel Licht absorbiert. Es ging mir hier auch vornehmlich nur um die Funktionstüchtigkeit des SO- Verdampfers.

Soeben hab ich auch die Vorrichtung zur Sauerstoffdosierung erfolgreich getestet. Damit kann ich im reinen Sauerstoff praktisch beliebig lange im Bereich von ca. 0,05 mb bis 0,0006 mb glimmen und auch gleichzeitig SiO verdampfen. Es ist herrlich anzusehen wie mit steigender Sauerstoffzugabe die Farbe der Glimmentladung von blasspurpur nach quittegelb wechselt. Die Details der Dosiervorrichtung werde ich in dem anderen Thread bringen.

Jetzt hab ich ja unzählbare Möglichkeiten bei der Parameterkombination. Ich möchte aber mit dem Problemchen SiO2- Schutzschicht auf Alu noch in diesem Leben fertig werden. Also, womit würdest du jetzt loslegen? Meinungen von Mitlesern sind selbstverständlich ebenfalls hoch willkommen. Vielen Dank im Voraus.

Gruß Kurt

Hallo Kurt,

bin gespannt auf Dein Dosierventil. Bisher verwende ich eine Kanüle mit durchgestöpseltem Draht, das ist leider immer noch etwas zu "dicke Luft" für meinen Geschmack. Aber die Richtung stimmt schon mal.
Meine Vorbereitungen laufen schon, ich werde aber diese Woche keinesfalls damit fertig werden.

Die zweiteilige Beschichtung Alu / Alu+SiOx möchte ich gern genauso machen.
Allerdings ohne Kammer belüften zwischendurch. Da klemmt es noch etwas[}:)]
(bin nicht sicher, ob die zwischenzeitlich gebildete Al2O3 Schicht etwas ausmacht...vermutlich eher nicht?)

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...0,0006 mb ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das wären 6E-4mBar. Das ist etwas zu viel.
Vorschlag: 1E-4mBar und sehr langsame Rate. Etwa 10nm/min.
Glimmen wird (und sollte!) da nicht mehr möglich sein. Dazu braucht es eine extra Ionen-Quelle.
Glimmen braucht eine freie Weglänge unterhalb der Kammerdimensionen, was sich schlecht mit der Bedampfung verträgt.
Für mein aktuelles Verständnis braucht es eine Ionen-Quelle "nur" zur Erhöhung der Aufdampfrate.

Viele Grüße
Kai

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Für mein aktuelles Verständnis braucht es eine Ionen-Quelle "nur" zur Erhöhung der Aufdampfrate.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Nö, eine zusätzliche Ionenquelle beim Aufdampfen dient dazu die Schichteigenschaften zu beeinflussen: der Ionenstrahl wird auf das Substrat d.h. die aufwachsende Schicht gerichtet. Damit kann man dichtere und kompaktere Schichten, die zudem noch besser haften, erzielen. Der Ionenbeschuss kann auch schon vor der eigentlichen Beschichtung erfolgen! Dann wird die Oberfläche sehr gut insitu gereinigt.

Hallo Kai,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
<br />Hallo Kurt,

bin gespannt auf Dein Dosierventil. Bisher verwende ich eine Kanüle mit durchgestöpseltem Draht, das ist leider immer noch etwas zu "dicke Luft" für meinen Geschmack. Aber die Richtung stimmt schon mal.
Meine Vorbereitungen laufen schon, ich werde aber diese Woche keinesfalls damit fertig werden.

Die zweiteilige Beschichtung Alu / Alu+SiOx möchte ich gern genauso machen.
Allerdings ohne Kammer belüften zwischendurch. Da klemmt es noch etwas[}:)]
(bin nicht sicher, ob die zwischenzeitlich gebildete Al2O3 Schicht etwas ausmacht...vermutlich eher nicht?)

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...0,0006 mb ...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Das wären 6E-4mBar. Das ist etwas zu viel.
Vorschlag: 1E-4mBar und sehr langsame Rate. Etwa 10nm/min.
Glimmen wird (und sollte!) da nicht mehr möglich sein. Dazu braucht es eine extra Ionen-Quelle.
Glimmen braucht eine freie Weglänge unterhalb der Kammerdimensionen, was sich schlecht mit der Bedampfung verträgt.
Für mein aktuelles Verständnis braucht es eine Ionen-Quelle "nur" zur Erhöhung der Aufdampfrate.

Viele Grüße
Kai

<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

6E-4mBar schien mir auch etwas zu viel Druck zu sein für SI0-Bedampfung, weil dann die freie Weglänge nur ca. 12 cm beträgt.

Es würde bei mir problemlos ohne "belüften zwischendurch", mit langsamer Verdampfungsrate SI0 und in praktisch reiner Sauerstoffatmosphäre von ca. 1xE-4 mb gehen. Dazu muss ich nur die schwenkbare Blende aktivieren. Sonst hab ich keine echte Kontrolle über die Verdampfungsrate und auch keine SiOx- freie Alu- Referenzfläche aus ein und derselben Alu- Bedampfung. Eine extra Ionen-Quelle wäre dann doch erheblicher Mehraufwand. Also, wenn nix dazwischen kommt wird mein Tag noch spannend werden...

Das "Geheimnis" meiner O2- Dosiertechnik werde ich danach lüften[8D]

Gruß Kurt

Hallo Toni,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Damit kann man dichtere und kompaktere Schichten, die zudem noch besser haften, erzielen.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Vielleicht meinen wir das gleiche.
Aber Deine Aussage erscheint mir doch etwas zu banal[;)]

Also warum sollten die Schichen dichter, kompakter etc sein?

Ich meine es geht um optimale Reaktionsbedingungen für das Prozessgas.
Also Sauerstoff im angeregten Zustand und damit hohe Reaktionswahrscheinlichkeit.
Es gibt einen optimalen Energiebereich für diese Anregung, und das spricht ebenfalls sehr für "Reaktionswahrscheinlichkeit", was Letztlich nichts anders ist als "Geschschwindigkeit" mit netten Nebeneffekten - Stichwort: Wiederbedeckungszeit mit prozessfremden Schlonz.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Der Ionenbeschuss kann auch schon vor der eigentlichen Beschichtung erfolgen! Dann wird die Oberfläche sehr gut in situ gereinigt.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ja richtig. Wird ja schon von Anfang an so gemacht.
Das meine ich ausdrücklich nicht mit "Ionenquelle".

Hallo Kurt,

da wünsche ich gutes Gelingen[:)]

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Eine extra Ionen-Quelle wäre dann doch erheblicher Mehraufwand.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Ganz meine Meinung, immer eins nach dem anderen[;)]

Viele Grüße
Kai

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: fraxinus</i>
Also warum sollten die Schichen dichter, kompakter etc sein?<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Weil zumeist Ar-Ionen verwendet werden und die auf die entstehende Schicht "hämmern" und damit die Schicht verdichten bzw. werden die Inseln, die sich am Beginn des Schichtwachstums bilden, durch den Ionenbeschuss am Weiterwachsen behindert und so entsteht ein dichteres Gefüge. Das kann im sog. MD-Diagramm bzw. Thornton-Diagramm abgelesen werden.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich meine es geht um optimale Reaktionsbedingungen für das Prozessgas.
Also Sauerstoff im angeregten Zustand und damit hohe Reaktionswahrscheinlichkeit.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Ja, aber man wird in einer zusätzlichen Ionenkanone nicht unbedingt Sauerstoff alleine verwenden, sondern ein Edelgas.

Hallo Toni,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Weil zumeist Ar-Ionen verwendet werden...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">
Argon allein?
Wie soll das funktionieren?
Irgendwo muss der Sauerstoff her. Da führt kein Weg dran vorbei.

Viele Grüße
Kai

Weil die Ionenunterstützung (mit Edelgasen) hauptsächlich bei nichtreaktiven PVD-Verfahren verwendet wird. Eben um die Schichtstruktur zu optimieren!

Ich bin mir nicht sicher, ob Ionenkanonen mit reinem Sauerstoff betrieben werden können. Meine aktive "Dünnschichtzeit" ist schon eine Weile her...[;)]

Ich denke aber beim reaktiven, ionenunterstützten Verfahren wird man halt den Sauerstoffpartialdruck erhöhen. Das sollte auch reichen, dass man eine bessere Stöchiometrie bei SiOx bekommt.

Hallo TONI,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Ich bin mir nicht sicher, ob Ionenkanonen mit reinem Sauerstoff betrieben werden können. Meine aktive "Dünnschichtzeit" ist schon eine Weile her...<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

aber kannst du dich vielleicht noch daran erinnern ob denn die Ionenkanone speziell zum Aufbau einer SIO2- Schutzschicht auf Basis SiO- Verdampfung + O2 Dosierung besonders vorteilhaft ist? Das mit der kontrollierten O2- Dosierung funktioniert bei mir nämlich schon. Siehe
http://www.astrotreff.de/topic…IC_ID=182636&whichpage=18

(==&gt;) Kai,

Versuche mit "langsamer" Verdampfung von SIO in ca. 1 x E-4 mb O2 Atmosphäre laufen. Ergebnisse folgen in Kürze.

Gruß Kurt

Dazu kann ich leider nur sehr allgemein antworten: dünne Schichten werden durch den Ionenbeschuss während der Beschichtung sicher qualitativ besser, weil eben ein dichteres Gefüge und eine bessere Haftung erzielt werden. Wie sehr sich das jetzt bei den SiOx Schichten auswirkt, kann ich leider nicht sagen.

Der Betrieb einer Ionenkanone ist aber auch eher aufwändig, weil mehrere (Hoch)-Spannungsversorgungen notwendig sind.

Hallo TONI,
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">...Der Betrieb einer Ionenkanone ist aber auch eher aufwändig, weil mehrere (Hoch)-Spannungsversorgungen notwendig sind.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

vielen Dank für die Info. Genau das hab ich befürchtet, obwohl ich so etwas ähnliches aus meiner Zeit mit Leistungs- Elektonenröhren kennengelernt habe. Das war aber noch im vergangenen Millenium.

Mal sehen wie das mit SIO+ O2 =&gt; SiO2, Hochstromheizung und Kai´s Tipps funktionieren wird. [:)]

Gruß Kurt

Edit: Bericht soeben rausgelassen, siehe:
http://www.astrotreff.de/topic…IC_ID=182636&whichpage=19