Thesis - Tumb1.biblio.tu-muenchen.de - Technische Universität ...
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Gasgehalt in <strong>de</strong>r Substratfolien zum Ausgasen <strong>de</strong>r Folie. Da die Folienrolle eine sehr<br />
große Oberfläche hat, wür<strong>de</strong> <strong>de</strong>r Druckanstieg sehr schnell so groß wer<strong>de</strong>n, dass <strong>de</strong>r<br />
Beschich<strong>tu</strong>ngsprozess zusammenbrechen wür<strong>de</strong>. Um die Anfor<strong>de</strong>rungen an das<br />
Pumpsystem etwas zu reduzieren, wer<strong>de</strong>n auch zweigeteilte Bedampfungsanlagen<br />
eingesetzt, bei <strong>de</strong>nen sich die Folienauf- und -abwicklung im Vorvakuum befin<strong>de</strong>t und<br />
nur <strong>de</strong>r eigentliche Verdampfungsprozess im Hochvakuumbereich erfolgt. Trotz<strong>de</strong>m<br />
sind auch hier äußerst leis<strong>tu</strong>ngsstarke Pumpensysteme aus Vor- und Turbomolekularbzw.<br />
Diffusionspumpen sowie Kühlfallen zum Ausfrieren von Wasserdampf für<br />
Seite 48________________________________________________________________2 Grundlagen<br />
qualitativ hochwertige Schichten notwendig. Anlagen, bei <strong>de</strong>nen sich sowohl die Aufwie<br />
auch die Abwicklung außerhalb <strong>de</strong>s Vakuumkammer befin<strong>de</strong>n und damit ein<br />
kontinuierlicher Bedampfungsprozess möglich ist, sind hingegen aufgrund <strong>de</strong>s großen<br />
Konstruktionsaufwands für die notwendigen Druckschleusen sehr teuer und spielen so<br />
keine be<strong>de</strong>uten<strong>de</strong> Rolle.<br />
2.4.2 Wachs<strong>tu</strong>m und Mikrostruk<strong>tu</strong>r <strong>de</strong>r Aufdampfschichten<br />
Das Wachs<strong>tu</strong>m <strong>de</strong>r kon<strong>de</strong>nsierten Atome zu einer Schicht und die sich ausbil<strong>de</strong>n<strong>de</strong><br />
Mikrostruk<strong>tu</strong>r wird durch verschie<strong>de</strong>ne Parameter beeinflusst. So spielen die Art <strong>de</strong>s<br />
Substrats und <strong>de</strong>ssen Orientierung, <strong>de</strong>ssen Tempera<strong>tu</strong>r, die Abschei<strong>de</strong>rate, die<br />
Schichtdicke, <strong>de</strong>r Winkel unter <strong>de</strong>m die kon<strong>de</strong>nsieren<strong>de</strong>n Atome auf das Substrat<br />
treffen, die Energie <strong>de</strong>r kon<strong>de</strong>nsieren<strong>de</strong>n Teilchen und schließlich auch die Art und <strong>de</strong>r<br />
Druck <strong>de</strong>s vorhan<strong>de</strong>nen Restgas eine wesentliche Rolle. Da die Barriereeigenschaften<br />
wesentlich von <strong>de</strong>r chemischen Zusammensetzung, <strong>de</strong>r Mikrostruk<strong>tu</strong>r und <strong>de</strong>r<br />
Homogenität <strong>de</strong>r abgeschie<strong>de</strong>nen Schicht abhängt, soll im Folgen<strong>de</strong>n näher auf diese<br />
Zusammenhänge eingegangen wer<strong>de</strong>n.<br />
Bereits die Bildung <strong>de</strong>r ersten Keime von kon<strong>de</strong>nsierten Atomen prägt <strong>de</strong>n weiteren<br />
Schichtaufbau. Die auftreffen<strong>de</strong>n Atome können vom Substrat abprallen o<strong>de</strong>r sie<br />
verlieren beim Aufprall auf <strong>de</strong>m Substrat genügend kinetische Energie und können so<br />
zunächst als Adatome lose an <strong>de</strong>r Oberfläche gebun<strong>de</strong>n wer<strong>de</strong>n. Die Adatome lagern<br />
sich dann direkt an bereits vorhan<strong>de</strong>nen Materialcluster (kleine, aus wenigen Atomen<br />
bestehen<strong>de</strong> Struk<strong>tu</strong>ren) o<strong>de</strong>r an<strong>de</strong>re energetisch günstige Plätze wie S<strong>tu</strong>fen, Kanten o<strong>de</strong>r<br />
Vertiefungen an o<strong>de</strong>r diffundieren - falls ihre Restenergie ausreichend groß ist - noch auf<br />
<strong>de</strong>r Substratoberfläche. Durch diese Beweglichkeit können einzelne Adatome<br />
agglomerieren und weitere stabile bzw. metastabile Cluster bil<strong>de</strong>n o<strong>de</strong>r nach einer<br />
gewissen Verweilzeit wie<strong>de</strong>r von <strong>de</strong>r Oberfläche <strong>de</strong>sorbieren [113,114]. Des Weiteren<br />
kann es auch zur Volumendiffusion in das Substrat kommen.<br />
Die Keimbildung aus <strong>de</strong>r Gasphase kann in <strong>de</strong>r Regel analog zur "klassischen"<br />
heterogenen Keimbildung betrachtet wer<strong>de</strong>n. Ausgangspunkt ist <strong>de</strong>r thermodynamische<br />
Ansatz von Volmer und Weber [115]. Dieser beschreibt das zwei- o<strong>de</strong>r dreidimensionale<br />
Wachs<strong>tu</strong>m von Clustern auf i<strong>de</strong>alen glatten Oberflächen. Es wird dabei davon<br />
ausgegangen, dass die freie Energie ∆G eines Aggregats aus n Adatomen eine Funktion