Nitridelaagjes

Nitridelaagjes zijn dunne filmmaterialen die bestaan uit nitride-verbindingen en op een substraat worden aangebracht om oppervlakte-eigenschappen te veranderen. Ze dienen vaak als beschermende coatings of functionele lagen en kunnen de hardheid, slijtvastheid, corrosiebestendigheid en thermische stabiliteit van een oppervlak verbeteren.

Veelvoorkomende nitriden zijn titaniumnitride (TiN), chromiumnitride (CrN), titaniumaluminiumnitride (TiAlN), aluminiumnitride (AlN), siliciumnitride (Si3N4) en galliumnitride (GaN). De lagen kunnen amorf of kristallijn zijn en variëren in dikte van enkele nanometers tot enkele micrometers, afhankelijk van toepassing.

Ze worden meestal geproduceerd met chemische depositieprocessen zoals CVD of fysische depositieprocessen zoals sputteren of cathodische boog-depositie, en met atomic layer deposition (ALD) voor ultradunne, nauwkeurige lagen.

Toepassingen omvatten beschermende coatings op gereedschappen en machines (bijvoorbeeld TiN, TiAlN), diffusie- en corrosiebeschermingslagen in de elektronica, en als nitride halfgeleiders zoals GaN in LEDs en power electronics. AlN wordt ook gebruikt vanwege zijn combinatie van elektrische isolatie en warmtegeleiding.

Belangrijke eigenschappen zijn hoge hardheid en slijtvastheid, chemische stabiliteit bij hoge temperaturen, weerstand tegen oxidatie en meestal goede hechting aan diverse substraten. De exacte kenmerken hangen af van de soort nitride en de depositiestructuur. Karakterisering gebeurt met technieken als XRD, SEM/TEM, XPS en ellipsometrie om structuur, samenstelling en dikte te bepalen.