Siliciumoxid - die transparente, korrosionsfeste Barriereschicht

Siliciumoxid hat sich in der Halbleitertechnologie wegen seines extrem hohen spezifischen Widerstandes und seiner Durchschlagsfestigkeit als eine immens wichtige dünne Schicht etabliert. Dort wird Siliciumoxid zumeist in Plattenreaktoren mithilfe der PCVD unter Einspeisung einer Hochfrequenz (13,56 MHz) auf ebenen Substraten deponiert. Die von PT&B entwickelte Technologie für die Plasma-CVD gestattet die Abscheidung in runden Plattenreaktoren mit 600 mm Durchmesser oder in rechteckigen Reaktoren von 600 mm Breite und 1000 mm Höhe. Es können zudem auch ausgedehnte dreidimensionale Objekte bis etwa 750 mm Durchmesser und 1000 mm Höhe in einer Vakuumkammer mit einem Kubikmeter Nutzvolumen beschichtet werden. Die Abmaße des Beschichtungsgutes stimmen mit den Angaben für die SiC-Beschichtung überein. Gleiches gilt für die erreichbaren Beschichtungstemperaturen.
Anwendungen von SilCor®SiO2 Siliciumoxid (a-SiO2:H)
• Korrosionsschutzschichten auf massiven Spiegeln z. B. aus Aluminium oder auf metallischen Schichten
• Optische Schichten - Antireflexionsschicht durch geringen Brechungsindex
• Elektrische Isolation (bei hinreichender Dicke: Bauteile bis etwa 1000 V DC)
• Transparente Diffusionsbarrieren auf Plastikmaterialien
XPS an SiO
Quantitative Analyse einer Siliciumoxidschicht aus der großvolumigen Abscheidung der PT&B GmbH. Das Siliciumoxid weist an der ungereinigten Oberfläche eine Stöchiometrie von O/Si = 1.95 auf. Durch die Sputter-Erosion zur Anfertigung von Tiefenprofilen (Effekt des "preferential sputtering") wird die Stöchiometrie verfälscht. Zusätzlich zeigt die Schicht noch eine Kontamination durch Kohlenstoff.
Eigenschaften von SilCor®SiO2 Siliciumoxid (a-SiO2:H)
• Herstellbare Schichtdicke: 20 nm - 25 µm
  (weitere Angaben für eine typische Dicke von 3 µm)
• Oberflächenrauheit: 0,02 µm
• Universalhärte: U_H = 11 GPa
• Vickershärte: HV (0,01) = 1050
• Elastizitätsmodul: E = 77 GPa
• Elastische Deformation: W_E/P = 68 %
• Eigenspannung auf Si-Substrat: s = 0,6 GPa
• Brechungsindex (@550 nm)): 1,45
• Oberflächenenergie: 45 mN/m (hydrophob)
• spezifischer elektrischer Widerstand: 10^18 Ωcm
• Temperaturbeständigkeit: bis 500 Grad Celsius
• Chemische Resistenz: Resistent gegen Säuren, Laugen, Salze und oxidierende Medien
• Entschichtung: plasmachemisch