Gesicherte Interpretationen der FTIR-Reflexionsspektren SiC-CVD-Schichten durch Spektrensimulation

Anhand von zwei unterschiedlichen CVD-Schichtsystemen (SiC auf Graphit und SiCxNyOz(H) auf Stahl) wurde die Anwendung der FTIR-Reflexionsspektroskopie als zerstörungsfreie Methode zur Probencharakterisierung demonstriert. Dabei zeigte sich, dass neben den in der Probe enthaltenden Materialien die Geometrie und Morphologie des Schichtsystems maßgeblich die Reflexionsspektren beeinflusst und eine herkömmliche Spektreninterpretation unmöglich macht. Spektrensimulationen auf Basis eines die Probe adäquat beschreibenden optischen Modells ermöglichen es, aus den gemessenen Reflexionsspektren Informationen über Schichtzusammensetzung (Molekülgruppen und deren Konzentrationen) und Probenaufbau (Schichtdicke und Interfacerauheiten) zu gewinnen.

Infrared reflection spectroscopy as non-destructive characterization method has been applied for the interpretation of SiC coatings deposited by chemical vapour deposition (CVD). Additional spectral features caused by sample topology make worse a conventional interpretation of the reflectance spectra. Simulation calculations using an adequate optical model allow the separation of the absorption properties of coating and the topology of the sample. Thereby, the surface roughness of SiC coatings have been considered in the optical model using an effective media approximation.