Die Herstellung von SilCor® Siliciumkarbid

Siliziumkarbidbeschichtungen der Marke SilCor werden durch Plasmachemische Gasphasenabscheidung (so genannte PCVD) aus gasförmigen Kohlenwasserstoffen, Silizium-Wasserstoff Verbindungen (Silane) sowie Inertgasen hergestellt. Dabei koppeln Plasmawerkzeuge elektrische Felder wahlweise mit Hochfrequenz (HF oder RF, 13.56 MHz) oder Mittelfrequenz (MF, bis 110 kHz) in die Plasmakammer ein. Im elektrischen Feld wird Elektronen ausreichend Energie übertragen um Ionen und Molekülfragmente aus den zugeführten Gasen zu erzeugen. Diese Fragmente (Radikale wie beispielsweise freie Silyl- und Methylgruppen, teilweise auch in ionisierter Form) werden beim Auftreffen auf das Beschichtungsgut chemisch gebunden und wachsen zu einer dünnen Schicht.

Die Anregung mit Hochfrequenz wird vor allem für Plattenreaktoren bis zu 600 mm Breite und 1000 mm Höhe eingesetzt, in denen bevorzugt flaches Beschichtungsgut wie Glasplatten, Scheiben oder Folien beschichtet wird. Da bei der Hochfrequenz-Anregung bereits geringe Leistungen der eingekoppelten Energie von einigen 10 W bis einigen 100 W für ein Schichtwachstum hinreichen, kann die Beschichtungstemperatur auf minimal 50 Grad Celsius gehalten werden, was beispielsweise die Beschichtung empfindlicher Plastikmaterialien gestattet.

Plasmawerkzeuge für großvolumige Anregung in den Vakuumkammern speisen bis zu 5 kW in die maximal einen Kubikmeter großen Kammern ein und beschichten Bauteile bis 1000 mm Länge bei Temperaturen bis maximal 400 Grad Celsius mit SiC.

Für die Innenbeschichtung von Bauteilen muss deren Durchmesser größer als der doppelte Katodendunkelraum sein. Die Größe des Dunkelraums hängt vom Gasdruck in der Kammer und der Anregungsfrequenz ab und liegt im Bereich von einem bis fünfzig mm. Als Faustformel gilt, dass Innendurchmesser größer 5 mm und einem Aspektverhältnis (Länge / Durchmesser) von Eins problemlos beschichtet werden können. Für große Aspektverhältnisse wie z. B. von langen Rohren muss eine hinreichende Gaszufuhr gewährleistet werden.