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.
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.
<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.
<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.
Ja, ohne zusätzlichen O2-Partialdruck wird es nicht gehen. Aber Vorsicht bei O2-Versuchen: nicht alle Öle (Diff-Pumpe und Drehschieberpumpe) sind dafür geeignet! Bzw. wurde schon der Hinweis mit dem Gasballast gegeben. Kleine Keramik-Töpfchen haben sich bewährt, wenn Ta oder W verspröden.
Wir hatten zum Glück immer einen Schwingquarz bzw. braucht man beim Sputtern nicht unbedingt eine InSitu-Messung der Schichtdicke.
Die Idee mit den Interferenzringen könnte durchuas funktionieren. Am besten mit extra Probeplättchen, die in der Nähe eines Fensters befestigt werden. Man muss aber vorher gut kalibrieren.
EDIT: Sorry wegen dem Doppelpost. Irgendwie hat mein Browser den obigen Beitrag nicht angezeigt, daher habe ich noch mal geschrieben. Jetzt sind beide da...[:I]
Interferenzringe an den Rezipientenwänden oder besser auf Probegläsern kann zwar durchaus funktionieren, nur muss man es halt einmal mit mehreren Proben kalibrieren.
Ging es dabei wirklich um Sputtern oder um Plasmaunterstützung? Beim Sputtern geht definitiv nichts unter einem Abstand von 20-30mm. Ich hab 15 Jahre lang "gesputtert"...[8D]
<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote">Weitere Alternativen wären Sputtering, da muss die Quelle aber sehr nahe an das zu beschichtende Objekt oder eine Plasmaquelle. Da lassen sich direkt an der Strahlungsquelle z.B. SiO2 erzeugen. Nachteil: noch teurer.<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">Sputtern ist sicher teurer als thermisches (!) Aufdampfen, aber in etwa gleich teuer wie Elektronenstrahlverdampfen. Der Abstand Quelle-Substrat muss nicht klein sein, ganz im Gegenteil, wenn der Abstand zu gering ist, zündet das Plasma nicht mehr. Die Schichtdickengleichmäßigkeit ist beim Sputtern viel besser weil die Quelle eine relativ große Fläche (im Idealfall mindestens so groß wie das Substrat, aber i.A. 4 bis 8 Zoll Durchmesser) einnimmt und nicht punktförmig (cos hoch 4 Gesetz!) ist wie beim Aufdampfen. Die Prozessführung ist beim Sputtern wesentlich einfacher weil die Schichtdicke weitgehend linear mit der Beschichtungsdauer geht. D.h. nach einer Kalibration kann man sehr gut die Schichtdicken bestimmten. Das Problem liegt eher in der Materialauswahl: Metalle gehen super, Dielektrika kaum und Oxide nur über Hochfrequenz-Sputtern und/oder reaktiv. Dann wird es wieder kompliziert...
Aus eigener Erfahrung kann ich sagen, dass SiO oder SiO2 beim reaktiven Abscheiden mittels PVD (Aufdampfen oder Sputtern) sehr viel Erfahrung und Kenntnis der eigenen Anlage erfordert. Es ist - wie bereits erwähnt - unbedingt eine sehr gute Gasflussmessung notwendig. Am besten in Verbindung mit einem Massenspektrometer! Aber auch dann wird man kaum reine SiO oder SiO2 Schichten bekommen: man sucht sich halt das Optimumn der Schichteigenschaften, die man braucht (Brechungsindex, Härte, Absorption usw.), weil ohnehin immer auch nichtstöchiometrische Verbingungen von Si und O entstehen. In diesem Falle, wenn es um eine reine Schutzschicht geht, wird man schauen, dass man absorptionsfreie, harte Schichten bekommt. Der Brechungsindex spielt dann bei diesen Schichtdicken keine Rolle.
