Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 1: Harte Schichten I (c-BN)

DS 1.1: Hauptvortrag

Montag, 27. März 2000, 09:30–10:15, H31

Periodische Anwendung der Abfolge ’Wachstum und ioneninduzierter Stressabbau’: Ein Weg zur Herstellung stabiler, dicker Filme aus kubischem Bornitrid — •P. Ziemann und H.-G. Boyen — Abteilung Festkörperphysik, Universität Ulm, D-89069 Ulm

Kubisches Bornitrid (c-BN), das von den bekannten Materialien zweithärteste nach Diamant, läßt sich als Film nur herstellen, wenn die Probe während des Wachstums mit niederenergetischen Ionen bombardiert wird. Zu diesem Zweck werden gewöhnlich Gemische aus Argon- und Stickstoff-Ionen mit Energien im Bereich 50 eV - 500 eV eingesetzt. Als Folge dieser verdichtenden nuklearen Stöße entstehen in den Filmen zunehmend kompressive Verspannungen im GPa-Bereich, die schließlich auf den häufig benutzten Si-Substraten zu ihrem Abplatzen bei Dicken von einigen 100nm führen. In unserem Beitrag wird über ein Vefahren berichtet, bei welcher diese Beschränkung nicht auftritt, so daß auch dicke (>1µm), unter Umgebungsbedingungen stabile, c-BN Filme präpariert werden können. Dazu werden c-BN Schichten unterhalb der kritischen Dicke unter Standardbedingungen hergestellt und anschließend ihr kompressiver Stress durch mittelenergetische Ar-Ionenbestrahlung (350 keV) abgebaut, ohne die kubische Phase zu zerstören. Es zeigt sich, daß durch optimiertes Weiterwachsen auf dem entspannten Film praktisch 100% c-BN erhalten wird, welches aber wieder kompressive Verspannungen aufweist. Durch periodisches Wiederholen der Enspannungs- und Wachstumsprozesse lassen sich dicke c-BN Filme in 200 nm-Schritten aufbauen. Im Vortrag wird auf die Details dieser Prozedur sowie auf die Eigenschaften der resultierenden dicken c-BN Filme eingegangen.