Siliciumkarbid SilCor®SiC (a-C1-xSix:H, a-C1-xSix:O:H)

Foto SiC on Drum
Foto: Mit SilCor®SiC Siliciumcarbid beschichtete massive Metallwalze

Mithilfe der Plasma-CVD werden aus Kohlenwasserstoff-Silan Gasgemischen dünne Schichten abgeschieden, die korrekt als hydrogenierte amorphe Silicium-Kohlenstoff Legierungen bezeichnet werden. Diese Schichten weisen physikalische und chemische Eigenschaften auf, die insgesamt wesentlich mehr Ähnlichkeiten mit dem DLC als mit dem kristallinen Siliciumkarbid haben, das (in kristalliner Form) als massive technische Keramik oder Halbleitermaterial seit vielen Jahren weite Anwendung gefunden hat. Durch den variablen Gehalt des Elements Silicium weisen diese Schichten ein breites Spektrum von Eigenschaften auf. Daher bieten SilCor®SiC Filme für vielfältige Anwendungen eine optimale Stöchiometrie an. Die Konzentration des Siliciums in der Beschichtung beginnt bei wenigen Prozent. Diese Schichten werden synonym als Silicium-dotiertes oder Silicium-legiertes DLC bezeichnet (Abkürzung DLC:Si). Die maximale Konzentration x für SilCor®SiC beträgt etwa 50 % entsprechend einem stöchiometrischem Siliciumkarbid. Die jeweilige Konzentration x wird dabei durch die Flüsse der verschiedenen Gase während des Plasma-CVD Prozesses eingestellt.
Eine weitere wichtige Methode, die Eigenschaften von Silicium-Kohlenstoff zu modifizieren, ist die zusätzliche Legierung mit Sauerstoff. Derartige Schichten zeichnen sich insbesondere durch eine extrem geringe Oberflächenenergie von nur 20 mN/m aus und sind damit im Benetzungsverhalten dem PTFE sehr ähnlich, in der Härte aber dem Teflon weit überlegen. Zusätzlich verbessert der Sauerstoff die optische Transmission.

DLC-Si SIMS Profile    Si3C7 SIMS Profile
Abbildungen: Tiefenprofile der stofflichen Zusammensetzung (quantitative Analyse)
links: einer a-C0.95Si0.05:H Schicht, Dicke 0,1 µm, Abscheidetemperatur 50 Grad
rechts: einer a-Si0.29C0.71:H Schicht, Dicke 1,4 µm, Abscheidetemperatur 260 Grad.
Die Zusammensetzung wurde mithilfe eines SIMS Sputter-Tiefenprofils erstellt, die Schichtoberfläche erscheint bei t=0.

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