Einfluß der Oberflächenvorbehandlung auf das Wachstum von PACVD‐TiN Schichten

Ziel der Untersuchungen war die Analyse der Schichtwachstumsprozesse bei der plasmaunterstutzten CVD-Abscheidung (PACVD) von Titannitridschichten auf Stahlen im Niedertemperaturbereich ≤ 500°C. Im Vordergrund standen werkstoffkundliche Untersuchungen der verschiedenen Schichtwachstumsstadien, die sich als Funktion der Beschichtungsdauer ergeben. Die Herstellung der Schichten erfolgte in einer Puls-Plasma-CVD-Anlage. Um den gesamten Wachstumsprozes vom Beginn der Abscheidung bis zum Wachstum geschlossener Schichten zu untersuchen, wurden die Proben bei konstanten Abscheidungsbedingungen jeweils unterschiedlich lange dem Reaktionsgasflus ausgesetzt. Der Abbruch des Beschichtungsprozesses fur die entsprechende Probe nach einer festgelegten Beschichtungszeit wurde durch die Verwendung eines Probenwechslers gewahrleistet. Die Bildung der TiN-Schichten wurde an Proben aus dem Schnellarbeitsstahl S 6-5-2 (DIN 1.3343) im verguteten Zustand untersucht. Es wurde festgestellt, das bei diesem Substratwerkstoff zwei Oberflachenqualitaten mit unterschiedlich guten Anlagerungsbedingungen fur, wahrend der Vorbehandlung entstehende, adhasive Verbindungen vorliegen. Die Bildung von Keimen und das Wachstum von Agglomeraten wird wesentlich durch diese Sorptionsschichten beeinflust. Die Zahl der gebildeten Agglomerate ist bei Proben, die einer Vorbehandlung im Plasma ausgesetzt wurden, um den Faktor 10 groser als bei Proben, die wahrend dieser Vorbehandlung abgedeckt waren. Es wurden neue Modellvorstellungen fur die Entstehung und das Wachstum von Schichten entwickelt.