Strukturbildung und Stickstoffeinbau in 12CaO.7Al2O3
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Ziel des Forschungsprojektes war die Deposition von Mayenitschichten und der Stickstoffeinbau in solche Schichten mittels reaktivem Sputtern. Dieses Projektziel enwies sich als extrem anspruchsvoll und war mit einem herkömmlichen Sputterprozess nicht zu realisieren. Dies lag zum einen daran, dass die dazu notwendigen Ca-Al Legierungstargets nicht verfügbar waren. Dieses Problem ist immer dann zu erwarten, wenn Legierungsschichten aus nicht oder kaum mischbaren Schichten hergestellt werden sollen. Zudem erwies sich auch die Kodeposition von Kalzium- und Aluminiumoxid als sehr schwierig, da es kaum möglich war ein geeignetes Prozessfenster für die beiden sehr reaktiven Metalle zu finden. Daher wurde ein vollkommen neues Anlagenkonzept entwickelt, die entsprechende Anlage konstruiert und gefertigt. Zurzeit laufen die ersten Tests dieser Anlage zum seriellen Cosputtern. Wir erwarten von dieser Anlage eine wesentliche Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten des reaktiven Sputterns. Das reaktive Magnetronsputtern ist das großtechnisch wichtigste Beschichtungsverfahren von Architekturglas. In Deutschland allein werden mit diesem Verfahren jährlich etwa 30 Millionen m2 beschichtet. Bedenkt man, dass in den meisten Fällen, mindestens 2 Oxidschichten deponiert werden, werden jährlich also mindestens 60 Millionen m2, wahrscheinlich aber eher 100 Millionen m2 an Oxidschichten durch Sputtern deponiert. Sollte sich, wie kürzlich von der EU angekündigt, der Gesetzgeber in Europa entschließen, in Zukunft nur noch Dreifachgläser einzusetzen, so wird sich die Menge an beschichtetem Glas noch weiter erhöhen. Das hier vorgestellte Konzept des seriellen Cosputterns ist prinzipiell auch auf großtechnische Anlagen übertragbar und würde es dann erlauben, sehr flexibel auch komplexe Schichtstöchiometrien zu deponieren.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- On the deposition rate in a high power pulsed magnetron sputtering discharge. Applied Physics Letters 89, 154104 (2006)
J. Alami, K. Sarakinos, G. Mark, M. Wuttig
- Growth of TiOx films by high power pulsed magnetron sputtering from a compound TiOi1.8 target. Rev. Adv. Mater. Sci. 15, 44 (2007)
K. Sarakinos, J. Alami, C. Klever, M. Wuttig
- Process characteristics and film properties upon growth of TiOx films by high power pulsed magnetron sputtering. J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 2108 (2007)
K. Sarakinos, J. Alami. M. Wuttig
- The role of backscattered energetic atoms in film growth in reactive magnetron sputtering of chromium nitride. J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 778 (2007)
K. Sarakinos, J. Alami, P.M. Karimi, D. Severin, M. Wuttig
- The effect of backscattered energetic atoms in film growth on the stress generation and the surface morphology of reactively sputtered of vanadium nitride films. Thin Solid Films 516, 4568 (2008)
K. Sarakinos, J. Alami, P.M. Karimi, D. Severin, M. Wuttig
