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2022-12-10T14:26:05Z

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Die '''ICB-Technik''' (von {{enS|ionized cluster beam}}, ICB, auch {{lang|en|''ionized cluster beam deposition''}}, ICBD) ist ein ionengestütztes [[Physikalische Gasphasenabscheidung|physikalisches Gasphasenabscheidungsverfahren]] zur Herstellung [[dünne Schichten|dünner Schichten]] ([[Metall]]e, [[Dielektrikum|Dielektrika]] und [[Halbleiter]]n) bei niedrigen [[Substrat (Materialwissenschaft)|Substrattemperaturen]].

== Funktionsweise ==
Bei der ICB-Technik handelt es sich um ein modifiziertes [[Thermisches Verdampfen|Aufdampfverfahren]], bei dem der verwendete [[Tiegel (Gefäß)|Tiegel]] mit dem (geschmolzenen) Ausgangsmaterial zunächst geschlossen gehalten wird. Durch Verdampfen des Materials und Aufheizen des Materialdampfs entsteht im abgeschlossenen Tiegel ein Überdruck. Beim Erreichen eines prozessspezifischen Drucks wird der Dampf für die Beschichtung durch eine Düse abgelassen. Dabei kommt es zu einer [[adiabatisch]]en Expansion (Volumenvergrößerung) des Dampfs, das heißt, bei der Expansion findet kein Energieaustausch mit der Umgebung statt und der Dampf kühlt sich durch die verrichtete [[Volumenarbeit]] rasch ab. Es kommt zu einer Art Kondensation im Gasraum, bei dem sich elektrisch neutrale Atomhaufen (engl. {{lang|en|''cluster''}}), bestehend aus ca. 500 bis 2000 Atomen, bilden.

Im Gasraum werden die zunächst noch neutralen Atomhaufen durch Stöße mit einem [[Elektronenstrahl]] teilweise [[Ionisation|ionisiert]] (5–35 %<ref name="Baumann">{{Literatur |Autor=Werner Baumann, Bettina Herberg-Liedtke |Titel=Chemikalien in der Metallbearbeitung: Daten und Fakten zum Umweltschutz |Verlag=Springer |Datum=1995 |ISBN=3-540-60094-9 |Seiten=127}}</ref>) und anschließend über ein [[elektrisches Feld]] beschleunigt. Beim Auftreffen auf der Substratoberfläche zerfallen diese Atomhaufen teilweise, verteilen sich dabei auf der Oberfläche und bilden eine [[Kondensation|kondensierte]] Schicht.

Über die Beschleunigungsspannung ist es möglich die durchschnittliche Energie der Atomhaufen von der rein thermischen Energie auf über 200 eV pro Atom zu variieren. Dies ermöglicht eine kontrollierte Abscheidung von kristallinen Schichten und [[Epitaxie]]. Die Beschichtungseigenschaften (Schichtkonformität usw.) des Verfahrens wird hauptsächlich durch die charakteristische Struktur sowie die Wirkung der Ionisierung und Beschleunigung der Atomhaufen beeinflusst. Die Beschleunigungsspannung kann aber auch dazu genutzt werden, die Energie der Cluster so einzustellen, dass man ähnlich dem [[Sputtern]] einen Reinigungs- oder gar Zerstäubungseffekt<ref name="Baumann" /> des Substrates erreicht.

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Stephen M. Rossnagel, J. J. Cuomo, William Dickson Westwood
|Titel=Handbook of plasma processing technology: fundamentals, etching, deposition, and surface interactions
|Verlag=William Andrew
|Datum=1990
|ISBN=0-8155-1220-1
|Online={{Google Buch |BuchID=bBjpoLsyycMC |Seite=356}}}}
* {{Literatur
|Autor=Krishna Seshan
|Titel=Handbook of thin-film deposition processes and techniques: principles, methods, equipment and applications
|Verlag=William Andrew
|Datum=2002
|ISBN=0-8155-1442-5
|Online={{Google Buch |BuchID=SqT5GwaZyVkC |Seite=20}}}}
* {{Literatur
|Autor=Toshinori Takagi
|Titel=Ionized cluster beam (ICB) deposition and processes
|Sammelwerk=Pure and App. Chem
|Band=60
|Datum=1988
|Seiten=781–794
|Online=http://www.iupac.org/publications/pac/pdf/1988/pdf/6005x0781.pdf
|Format=PDF
|KBytes=}}
* {{Literatur
|Autor=Toshinori Takagi
|Titel=Ionized-cluster beam deposition and epitaxy
|Verlag=William Andrew
|Datum=1988
|ISBN=0-8155-1168-X
|Online={{Google Buch |BuchID=4xv3-ylu1VMC |Seite=6}}}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Verfahren der physikalischen Gasphasenabscheidung]]
[[Kategorie:Physikalisch-technisches Verfahren]]

ICB-Technik - Versionsgeschichte

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