Hamburg 2001 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 26: c-BN

DS 26.3: Vortrag

Freitag, 30. März 2001, 10:45–11:00, S 5.1

Methode zur Abscheidung von gering verspannten kubischen Bornitrid-Schichten — •Clemens Fitz, Andreas Kolitsch und Wolfgang Fukarek — Institut für Ionenstrahlphysik und Materialforschung, Forschungszentrum Rossendorf, Postfach 51 01 19, D-01314 Dresden, Germany

Kubische Bornitid-Schichten (cBN) sind aufgrund ihrer extremen Härte, Temperaturbeständigkeit und chemischen Eigenschaften für tribologische Anwendungen sehr interessant. Die kommerzielle Nutzung der Schichten wird gegenwärtig durch die hohen intrinsischen Druckspannungen von bis zu 25 GPa verhindert. Folglich wurden große Anstrengungen unternommen die intrinsischen Spannungen zu reduzieren.

In dieser Arbeit wurde die Spannung in cBN Schichten in-situ während der ionenstrahlgestützten Filmabscheidung (IBAD), der Temperung und der Nachimplantation untersucht. Die tiefenaufgelöste Messung der Spannung ergab, dass durch Tempern bei 670^∘C und 15 Minuten die Spannung in cBN um 1.7 GPa reduziert wird. Argon Ionen wurden bei Raumtemperatur und 340^∘C sequentiell mit einer Energie von 35 keV in cBN Schichten implantiert. Es konnte gezeigt werden, dass bezogen auf die gleiche Spannungsrelaxation, Implantationen bei 340^∘C weniger Schaden in den cBN-Schichten erzeugen. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden BN-Schichten simultan zur Abscheidung mit mittelenergetischen Ionen bestrahlt. Mit dieser Technik konnten stöchiometrische cBN-Schichten mit einer intrinsischen Spannung von 1.3 GPa gewachsen werden.