Abscheidung titan-sauerstoff-stickstoff-haltiger Schichten im Plasma CVD Prozess durch Implementierung einer metall-organischen Vorstufe

Abstract

Die Arbeit beinhaltet die Abscheidung von Ti-O-N Schichten in einem PACVD Prozess mittels Titan-iso-propylat als metall-organische Vorstufe. Nach Variation der Prozessparameter Temperatur, Plasmaleistung und Gaszusammensetzung wurde die Schichtcharakteristik bezüglich Morphologie, Mikrostruktur und chemischer Zusammensetzung beschrieben und durch die vorliegenden Rahmenbedingungen erklärt. Insbesondere dem Naturell des kalten Plasmas ist die Ausbildung eines nanostrukturierten Schichtaufbaus bei Temperaturen unter 300°C zuzuschreiben, der als nanokristallin-amorpher Komposit bezeichnet wurde. Diese zwei-phasige Mikrostruktur spiegelte sich insbesondere in den mechanischen Schichteigenschaften Härte und E-Modul wider.

This thesis is focused on Ti-O-N thin films, which habe been obtained in a PACVD process by implementation of titanium-iso-propoxide. The coatings, obtained by variation of temperature, plasma power and gas composition, have been investigated according to their morphology, microstructure and chemical composition, respectively. Moreover, the influences of the single parameters have been worked out and discussed as well. Given the specific nature of the cold plasma processing, nanostructured coatings habe been archived below 300°C, which have been identified as nanocrystalline-amorphous composites. This specific microstructure was found to be responsible for the mechanical properties of the coatings, e.g. hardness and Young-modulus.