Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...
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Metallschichten o<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>re dichte anorganische Schichten als Barriereschichten auf<br />
Polymerfolien einzusetzen. Im Folgen<strong>de</strong>n soll daher auf die Problematik und die<br />
Herstellung dünner Metallfilme auf Polymerfolien eingegangen wer<strong>de</strong>n.<br />
45 Vakuum________________________________________Seite im Substraten von Beschich<strong>tu</strong>ng 2.4<br />
2.4.1 Grundlegen<strong>de</strong>s zur Vakuumbeschich<strong>tu</strong>ng<br />
Um ein Metall o<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>re anorganische Substanzen als qualitativ hochwertigen,<br />
wenige zehn bis hun<strong>de</strong>rt Nanometer dicken Film auf ein Substrat abzuschei<strong>de</strong>n, existiert<br />
eine Vielzahl von Metho<strong>de</strong>n. Bei <strong>de</strong>r Auswahl <strong>de</strong>s geeigneten Abschei<strong>de</strong>prozesses muss<br />
jedoch die geringe thermische Belastbarkeit <strong>de</strong>s verwen<strong>de</strong>ten Polymersubstrats beachtet<br />
wer<strong>de</strong>n. Somit schei<strong>de</strong>n alle Prozesse aus, die Substrattempera<strong>tu</strong>ren über <strong>de</strong>r<br />
Schmelztempera<strong>tu</strong>r <strong>de</strong>s Polymers zur Schichtbildung benötigen.<br />
Allgemein unterschei<strong>de</strong>t man zwischen chemischen und physikalischen<br />
Abschei<strong>de</strong>metho<strong>de</strong>n, <strong>de</strong>n sogenannten CVD- ("chemical vapour <strong>de</strong>position") und PVD-<br />
("physical vapour <strong>de</strong>position") Prozessen. Bei <strong>de</strong>r erstgenannten Technik kommt es<br />
durch chemische Gasphasenreaktionen von gasförmigen Precursorn, die die<br />
Ausgangstoffe <strong>de</strong>s abzuschei<strong>de</strong>n<strong>de</strong>n Materials enthalten, zu einer Schichtbildung auf<br />
<strong>de</strong>r Substratoberfläche. Dabei wird zwischen Heiß- und Kaltwandreaktoren<br />
unterschie<strong>de</strong>n [100]. Typisches Anwendungsgebiet von CVD-Prozessen ist die<br />
Halbleiterindustrie. Bei <strong>de</strong>r Folienvere<strong>de</strong>lung fin<strong>de</strong>n diese Techniken dagegen nur in<br />
geringem Maß Einsatz. Daher soll hier nicht näher auf chemische Abschei<strong>de</strong>vorgänge<br />
eingegangen wer<strong>de</strong>n.<br />
Im Gegensatz dazu stellen PVD-Verfahren, wie das Elektronenstrahlverdampfen und<br />
vor allem das thermische Verdampfen aus Schiffchen Standardverfahren zur Herstellung<br />
von dünnen anorganischen Schichten auf Polymerfolien dar. Zunächst wird durch<br />
Aufheizen <strong>de</strong>s zu verdampfen<strong>de</strong>n Materials über <strong>de</strong>n Schmelzpunkt ein ausreichend<br />
hoher Dampfdruck erzeugt. Die resultieren<strong>de</strong> Dampfwolke breitet sich dann im Raum<br />
aus und kon<strong>de</strong>nsiert dann an <strong>de</strong>n Prozesskammerwän<strong>de</strong>n und auf <strong>de</strong>m Substrat. Die<br />
Dampfwolke ist jedoch nur schwach gerichtet [101], daher wird nur ein Bruchteil <strong>de</strong>s<br />
verdampften Materials auf <strong>de</strong>m Substrat abgeschie<strong>de</strong>n. Durch geeignete Anordnung und<br />
Form <strong>de</strong>r Verdampferquellen kann dieser Anteil aber <strong>de</strong>utlich erhöht wer<strong>de</strong>n. So lassen<br />
sich heute bereits mehr als 50% <strong>de</strong>s verdampften Aluminiums auf die Folie übertragen<br />
[102].<br />
Das Elektronenstrahlverdampfen und das thermische Verdampfen aus Schiffchen<br />
unterschei<strong>de</strong>n sich im Wesentlichen nur durch die Art <strong>de</strong>s Energieeintrags in das zu<br />
verdampfen<strong>de</strong> Material. Beim thermischen Verdampfen aus Tiegeln wird ein mit <strong>de</strong>m<br />
abzuschei<strong>de</strong>n<strong>de</strong>n Material gefülltes Schiffchen durch resistive Heizung über die<br />
Verdampfungstempera<strong>tu</strong>r erwärmt, so dass ein ausreichend hoher Dampfdruck entsteht.<br />
Es stellt ein vergleichsweise kostengünstiges Verfahren zur Massenherstellung von<br />
Aufdampfschichten aus Materialien mit relativ niedrigem Schmelzpunkt wie etwa