Die Eigenschaften des DLC mit Silicium modifizieren
Dünne Schichten aus amorphen Silicium-Kohlenstoff Verbindungen weisen durch den variablen Gehalt des Elements Silicium ein breites Spektrum von Eigenschaften auf. Daher bieten SiC Filme für vielfältige Anwendungen jeweils ein Optimum der Schichteigenschaften. Die Konzentration des Silicium in der Beschichtung reicht von wenigen Prozent (hierbei handelt es sich um Silicium-dotiertes bzw. legiertes DLC) bis hin zu 50 % (also ein stöchiometrisches Siliciumkarbid). Die jeweilige Konzentration wird dabei durch die Flüsse an Silan und Methan während des Plasma-CVD Prozesses eingestellt.
Die nachstehenden Diagramme zeigen Tiefenprofile der stofflichen Zusammensetzung einer dünnen a-C0.95Si0.05:H Schicht (links, Dicke 0,1 µm, Abscheidetemperatur 50 Grad) sowie einer dicken a-Si0.29C0.71:H Schicht (rechts, Dicke 1,4 µm, Abscheidetemperatur 260 Grad. Die Zusammensetzung wurde mithilfe eines SIMS Sputter-Tiefenprofils erstellt, die Schichtoberfläche erscheint bei t=0.
Wesentlichen Kriterien, eine Silicium-Kohlenstoff Schicht anstelle des DLC einzusetzen sind beispielsweise
- - Hohe thermische Stabilität bis 700 Grad Celsius
- - Optische Transparenz im gesamten sichtbaren Spektrum
- - Chemische Beständigkeit auch gegen Sauerstoffradikale
- - Sehr geringer Reibkoeffizient in feuchter Umgebung
- - Hoher Spezifischer Widerstand für beste elektrische Isolation
- - Gute thermische Isolation
Eine weitere wichtige Methode, die Eigenschaften von Silicium-Kohlenstoff zu modifizieren, ist die zusätzliche Legierung mit Sauerstoff. Derartige Schichten zeichnen sich insbesondere durch eine extrem geringe Oberflächenenergie von nur 25 mN/m aus und sind damit im Benetzungsverhalten dem PTFE sehr ähnlich, in der Härte aber dem Teflon weit überlegen.