Computational analysis of chemical vapor deposition for nitride-based hard coatings

Titel in Übersetzung: Computergestützte Analyse der chemischen Gasphasenabscheidung von Hartstoffschichten auf Nitridbasis

Michael Wurmitzer

Publikation: Thesis / Studienabschlussarbeiten und HabilitationsschriftenMasterarbeit

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Abstract

Die Kinetik der Gasphasen- und die Oberflächenchemie von drei Systemen zur chemischen Gasphasenabscheidung von Hartstoffschichten auf Nitridbasis wurden mithilfe eines simulationsbasierten Ansatzes analysiert. Bei diesen drei Systemen handelt es sich um das Titannitrid-, das Aluminiumnitrid- und das Titan-Aluminiumnitrid-CVD-System, bei denen TiCl4, AlCl3 und NH3 als Vorläufergas verwendet wurden. In einem ersten Schritt wurden die Oberflächenplatzdichten der Substrate theoretisch mit Hilfe von kristallinen Modelloberfläche bestimmt. Ab-initio-Berechnungen wurden durchgeführt, um thermodynamische Daten der Moleküle in der Gasphase zu erhalten. Ein Reaktionsmodell für Titan-Aluminium-Nitrid wurde unter Verwendung der vorgeschlagenen gemeinsamen Abscheidung von AlN bzw. TiN erstellt. Alle vorgenannten Analysen waren notwendig, um eine reaktive Strömungssimulation im Reaktormaßstab durchführen zu können. In einem letzten Schritt wurde das Wachstumsverhalten der verschiedenen Systeme in Bezug auf unterschiedliche Abscheidungsparameter untersucht. Die Ergebnisse aller Simulationen stimmten gut mit den experimentellen Daten überein.
Titel in ÜbersetzungComputergestützte Analyse der chemischen Gasphasenabscheidung von Hartstoffschichten auf Nitridbasis
OriginalspracheEnglisch
QualifikationDipl.-Ing.
Gradverleihende Hochschule
  • Montanuniversität
Betreuer/-in / Berater/-in
  • Romaner, Lorenz, Betreuer (intern)
Datum der Bewilligung31 März 2023
DOIs
PublikationsstatusVeröffentlicht - 2023

Bibliographische Notiz

nicht gesperrt

Schlagwörter

  • Gasphasenabscheidung
  • Simulation
  • Ab-initio Simulation
  • Reaktorsimulation
  • Chemische Kinetik

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