nitridikerroksen

Nitridikerros on ohut kerros, joka sijaitsee alustan pinnalla ja koostuu nitridin muodostavasta yhdisteestä. Yhdiste voi olla esimerkiksi TiN, AlN, Si3N4, Fe4N tai NbN. Nitridikerroksia voidaan muodostaa sekä metallien että keraamien pinnalle, ja ne voivat toimia suojakerroksina, diffuusionestoina sekä sähköis-/lämpötechnisinä pinnoitteina riippuen käyttökohteesta.

Syntetointi- ja muodostusmenetelmät vaihtelevat. Yleisiä lähestymistapoja ovat kemiallinen höyrystys (CVD), fysikaalinen epätasapainotekniikka kuten magneettihitsaus/sähkömagneettinen suihkutus (PVD) sekä atomisella kerroksittaisella deposition menetelmillä (ALD). Myös kaasun nitridointi ja plasmakaasutus voidaan käyttää siten, että typen reagoidessa pinnan kanssa muodostuu haluttu nitriittikerros. Prosessi ja materiaalin valinta vaikuttavat nitridikerroksen ominaisuuksiin, kuten kovuuteen, tiheyteen ja lämpötilakestävyyteen.

Ominaisuudet ja suorituskyky ovat riippuvaisia koostumuksesta ja menetelmästä. Monet nitriidit ovat erittäin kovia ja kulutusta kestäviä, ja tarjoavat hyvän difuusionkeston sekä korroosiosuojan. Toisaalta jotkin nitrideiltä eroavat johtavuudeltaan: esimerkiksi TiN on johtava ja sen avulla voidaan toteuttaa sähköisiä ja visuaalisesti ilmeikkäitä pinnoitteita, kun taas Si3N4 on eristävä ja käytetään usein dielektrisinä kerroksina.

Sovelluksia ovat muun muassa työkalupinnoitteet (kestävät kulutusta taimennuksessa ja lämpötiloissa), difuusioesteet puolijohde- ja optoelektroniikkaratkaisuille, sekä erilaiset suoja- ja lämpötilakerrokset. Nitridikerrosten suunnittelussa huomioidaan koostumus, paksuus ja valmistusmenetelmän vaikutus pikiin, jännitteisiin ja ympäristöön.