Elektronen-Zyklotron-Resonanz-Mikrowellen-Plasma-unterstützte chemische Gasphasenabscheidung von kubischen Bornitrid-Schichten

• Antragsteller: Professor Dr. Xin Jiang
• Fachliche Zuordnung: Materialien und Werkstoffe der Sinterprozesse und der generativen Fertigungsverfahren
• Förderung: Förderung von 2005 bis 2008
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 5451287

Kubisches Bornitrid (cBN)-Schichten sind ein Material mit einem Spektrum extremer Eigenschaften, vergleichbar dem Diamanten und ihm hinsichtlich bestimmter Anwendungen sogar überlegen. Die cBN-Schichten haben Anwendungsmöglichkeiten sowohl als Material für Hochtemperatur-, Hochfrequenzelektronik und kurzwellige optische und optoelektronische Bauelemente als auch für die Beschichtung von Schneidwerkzeugen und verschleiß-resistiver Bauteile. Die Herstellung von cBN-Schichten durch Niederdruck-Beschichtungsprozesse wird bereits seit vielen Jahren verfolgt; die Schichten erreichen entweder eine kleinere Schichtdicke oder eine kleinere Fläche für die kommerzielle Nutzung. Außerdem bestanden die Schichten meistens aus sehr feinen Kristalliten schlechter Qualität. Das Projekt hat die Synthese von großflächigen dicken cBNSchichten mit elektronischer Qualität zum Ziel. Erreicht werden soll dies durch Elektron-Zyklotron-Resonanz-Mikrowellen- Plasma-unterstützten chemische Gasphasenabscheidung unter Verwendung eines Ar (und/oder He)+N2+BF3+H2-Gassystems. Die Möglichkeit der Abscheidung von cBN-Schichten unter Ionen- und/ oder Elektronenbombardment-unterstützten Bedingungen wird erforscht. Eine Vielfalt analytischer Techniken wie AFM, SEM, TEM, FTIR, Raman-Spektroskopie, Röntgenbeugung, XPS und Nano- Indentierung werden benutzt, um Keimbildungsprozesse, Wachstumsmechanismen und Schichteigenschaften zu studieren, und den Beschichtungsprozess zu optimieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen