DE19807086A1 - Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Schichtsystem sowie beschichtetes Substrat - Google Patents

Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates, Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, Schichtsystem sowie beschichtetes Substrat

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Rudolf Thyen
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates in einem plasma-aktivierten Prozeß bei Atmosphärendruck, eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens sowie ein nach dem Verfahren ins­ besondere in der Vorrichtung hergestelltes Schichtsystem sowie ein damit be­ schichtetes Substrat.
Eine plasma-aktivierte Abscheidung von Schichten ist bekannt. Sie ermöglicht bei niedrigen Temperaturen die Beschichtung mit Materialien, die sich ohne Plasma, d. h. rein thermisch, nur bei hoher Temperatur insbesondere in einem CVD-Verfahren (Chemical Vapor Deposition-Verfahren) oder überhaupt nicht abscheiden lassen. Beispiel für eine Abscheidung im CVD-Verfahren ist Silici­ umoxid, Beispiel für eine ohne Plasma nicht mögliche Abscheidung ist ein Plasmapolymer (R. A. Haefer, Oberflächen- und Dünnschichttechnologie, Sprin­ ger-Verlag, 1987). Überwiegend wird dabei ein Gleichstrom-(DC), Hoch­ frequenz-(HF) oder ein Mikrowellenplasma (MW) verwendet. Diese Plasmen sind als sogenannte kalte Plasmen nur bei niedrigen Drücken zu betreiben.
Bekannt sind auch Verfahren, bei denen ein sog. thermisches Plasma verwen­ det und unter Atmosphärendruck beschichtet wird. Diese Verfahren werden als Plasmaspritz-Verfahren bezeichnet. Dabei wird das Gas in einer Bogenentla­ dung hoher Leistung auf eine hohe Temperatur gebracht, um Metall- oder Ke­ ramikteilchen, die in die Entladung gebracht werden, aufzuschmelzen und die Schmelztropfen im heißen Gasstrom auf Geschwindigkeiten von über 100 m/sec zu beschleunigen. Unter einer hohen Leistung werden hierbei 5 bis 100 kW und unter einer hohen Temperatur 4000 bis einige 10.000 K verstanden. Die heißen Schmelztropfen erstarren beim Aufprall auf der zu beschichtenden Fläche und bilden dort die gewünschte Schicht.
Es ist weiterhin eine plasma-aktivierte Abscheidung von Schichten in den soge­ nannten Barriere- oder Coronaentladungen bei Atmosphärendruck bekannt, DE 195 05 449 C2. Es ist ebenfalls bekannt, in einer Entladung zwischen zwei durch zumindest eine dielektrische Barriere getrennte Elektroden beim Anlegen einer Wechselspannung hinreichender Amplitude aus Acetylen oder anderen eingebrachten Gasen Schichten auf den Elektroden abzuscheiden (Salge, Proceedings der EMRS 1995, Strasbourg, France). Mittels eines solchen Verfahrens können auch Bahnen aus Kunststoffen oder Metalle, welche durch die Entladung geführt werden, beschichtet werden. Die zu beschichtenden Substrate (Bahnen oder Bauteile) liegen während des Beschichtungsprozesses zumeist auf Masse und sind somit Teil der Gegenelektrode. Die Hochspannungselektrode ist in einem Abstand von insbesondere 1 bis 2 mm über dem zu beschichtenden Substrat angeordnet. Während des Beschichtungsprozesses ergibt sich eine Beschichtung beider Elektrodenoberflächen. Die Beschichtung der Gegenelektrode oder der zu beschichtenden Substratoberfläche ist gewollt, wohingegen die Beschichtung der Hochspannungselektrode störend wirkt. Durch die parasitäre Beschichtung der Hochspannungselektrode wird der Beschichtungsprozeß in der Gestalt be­ einflußt, daß ein mit der Prozeßzeit sich änderndes Beschichtungsergebnis er­ zielt wird. Im Extremfall kann dies zu einem Zusetzen des Entladungsspaltes führen. Darüber hinaus ergeben sich durch von der Hochspannungselektrode abgeplatzte Schichtteile auch Störungen auf dem zu beschichtenden Substrat.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates in einem kalten plasma-aktivierten Prozeß mit Temperaturen unter T = 1000 K und bei Atmosphärendruck sowie eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mittels dessen bzw. derer eine Störung des Abscheidungsprozesses durch parasitäre Deposition, also unerwünschte Abscheidung von Material auf Elektroden o. ä. vermieden wird. Die Schicht soll dabei aus einem oder mehreren gasförmigen Prekursoren und/oder einem Aerosol und/oder einem pulverförmigen Feststoff auf dem Substrat abgeschieden werden. Das Substrat soll dadurch fehlerfrei ohne Störungsstellen oder -flächen beschichtet werden.
Die Aufgabe wird mit einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß eine erste Gasphase mittels eines elektrischen Feldes in den Plasmazustand versetzt wird. Die plasma-aktivierte erste Gasphase bildet einen Plasmastrahl. In den Plasmastrahl wird eine zweite Gasphase einge­ bracht, welche einen oder mehrere Prekursoren und/oder ein Aerosol und/oder einen pulverförmigen Feststoff enthält. Durch physikalisch-chemische Reak­ tionen zwischen der plasma-aktivierten ersten Gasphase und der zugemischten zweiten Gasphase werden zur Schichtabscheidung geeignete Teilchen-Spezies gebildet. Die zur Schichtabscheidung geeigneten Teilchen-Spezies werden mit dem Plasmastrahl auf das zu beschichtende Substrat transportiert und bilden auf diesem eine Schicht. Mittels einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß ein Hohlkörper zum Zuleiten einer ersten Gasphase, Elektroden, ein zum Erzeugen eines elektrischen Feldes geeigneter Generator und ein oder mehrere Mittel zum Zuleiten einer zweiten Gasphase vorgesehen sind. Bei einem Schichtsystem wird sie dadurch gelöst, daß das auf dem Substrat abgeschiedene Schichtsystem Silicium und/oder Kohlenstoff und/oder Wasserstoff und/oder Sauerstoff und/oder Stickstoff und/oder Phosphor und/oder Bor und/oder Selen und/der Zinn und/oder Aluminium und/oder Titan und/oder Zink aufweist. Die Aufgabe wird bei einem Substrat, welches mit dem Schichtsystem beschichtet ist, dadurch gelöst, daß die Schichtdicke des abgeschiedenen Schichtsystemes bei 0,001 bis 10 µm liegt. Weiterbildungen der Erfindung sind in den jeweiligen abhängigen An­ sprüchen definiert.
Dadurch wird ein Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates in einem plasma-aktivierten Prozeß bei Atmosphärendruck geschaffen, welches plasma-aktivierte Prozesse auch bei Atmosphärendruck betreiben kann, wobei vorteilhafterweise Investitionskosten für Rezipienten und Pumpen sowie Be­ triebskosten im Vergleich zum Stand der Technik gespart werden, da vor einer Batch-Beschichtung kein Zeitraum des Abpumpens mehr erforderlich ist. Vor­ teilhaft wird die Hochspannungselektrode während des Beschichtungs­ prozesses nicht mehr mitbeschichtet, weswegen auch bei längerer Betriebszeit keine Beeinträchtigung des Beschichtungsprozesses bzw. kein Zusetzen des Spaltes zwischen den Elektroden bzw. kein Abplatzen der aufgebrachten Schicht auftritt.
Vorzugsweise kann mit Strömungsgeschwindigkeiten im Bereich von 0,01 bis 10 m/s gearbeitet werden. Vorteilhaft können mittels des erfindungs­ gemäßen Verfahrens erheblich dünnere Schichtdicken erzeugt werden als mit dem Plasmaspritz-Verfahren. Dort beträgt die Schichtdicke 100 µm bis zu einigen Millimetern, da die zur Herstellung verwendeten Pulverteilchen eine Größe von 5 bis 10 µm aufweisen. Erfindungsgemäß werden Schichtdicken zwischen 1 nm und 10 µm erzeugt, was mit dem Plasmaspritz-Verfahren systembedingt nicht möglich ist.
Vorteilhaft kann erfindungsgemäß auch mit gasförmigen Prekursoren, d. h. chemischen Ausgangsverbindungen, und/oder Aerosolen und/oder festen pul­ verförmigen Partikeln beschichtet werden. Hierdurch ergeben sich größere Variationsmöglichkeiten für das erfindungsgemäße Beschichtungsverfahren.
Vorzugsweise wird eine erste Gasphase während des Durchströmens des Hohl­ körpers in den Plasmazustand verwandelt. Am Ende des Hohlkörpers tritt dabei ein Plasmastrahl aktiviert aus. Besonders bevorzugt wird die erste Gasphase in dem Hohlkörper durch darin vorgesehene Elektroden in das Plasma verwandelt. Eine der Elektroden kann dabei vorzugsweise die elektrisch leitfähige Wandung des Hohlkörpers selbst darstellen. Der die Elektroden speisende Generator gibt dabei vorzugsweise eine Wechselspannung mit einer vorbestimmten geeigneten Amplitude ab. Es kann aber auch Gleichspannung zum Erzeugen eines Gleichfeldes vorgehalten werden. Der Verlauf der Wechselspannung ist vorzugsweise sinusförmig oder kann auch komplizierter gestaltet sein. Bei­ spielsweise kann auch eine gepulste Gleichspannung oder eine gepulste Sinus­ spannung vorgesehen werden.
Die Ausbildung einer ungewollten heißen Entladung oder Bogenentladung zwi­ schen den Elektroden, wie sie beim Stand der Technik bekannt ist und zur Zer­ störung der Elektroden bzw. des zu beschichtenden Substrates oder der abge­ schiedenen Schicht führt, wird vorteilhaft dadurch vermieden, daß die Gas­ strömung zusammen mit der zeitlich variablen Spannung an den Elektroden vorgesehen ist. Dabei können auch ein Dielektrikum oder mehrere Dielektrika zwischen den Elektroden und dem Plasma zusätzlich vorgesehen werden.
Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Plasmastrahls nach dem Mischen der ersten und zweiten Gasphase größer als eine kritische Geschwindigkeit. Be­ sonders bevorzugt liegt die Geschwindigkeit des Plasmastrahls nach dem Mi­ schen über etwa 5 cm/s.
Vorzugsweise werden als erste Gasphase Gase oder Gasgemische zugeführt, welche keine Depositionen von Schichten mit Dicken von mehr als 10 nm er­ möglichen oder aber solche, welche gar keine Schichtdeposition auf den Elek­ troden oder den Hohlkörperwänden verursachen können. Daher eignen sich besonders Edelgase wie Argon oder aber Sauerstoff, Stickstoff, Wasserstoff, Distickstoffmonoxid, Tetrafluormethan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwe­ felhexafluorid oder geeignete Gemische dieser Gase.
Besonders bevorzugt sind ein oder mehrere seitlich des Hohlkörpers angeord­ nete mischungsfördernde Mittel vorgesehen, durch welche die zweite Gasphase in das am Ende des Hohlkörpers als Strahl austretende Plasma der ersten Gas­ phase einströmt. Die zweite Gasphase enthält vorzugsweise einen oder mehrere für die Abscheidung geeigneten Prekursor oder Prekursoren und/oder bei Verwendung eines Aerosols feine Tröpfchen einer flüssigen Phase und/oder das Pulver einer festen Phase. Die zweite Gasphase wird durch den aus­ tretenden Plasmastrahl der ersten Gasphase aktiviert, um die gewünschten chemischen Substanzen dadurch zur Abscheidung einer Schicht anzuregen. Der Aktivierungsprozeß kann dabei ein Energieübertrag aus dem Plasmastrahl, eine Oxidation oder ein anderer physikalisch-chemischer Prozeß sein.
Diese physikalisch-chemische Reaktion findet hinter den zur Zufuhr der ersten und zweiten Gasphase verwendeten mischungsfördernden Mittel, insbesondere in der Ausformung als Düsen, im freien Raum statt. Dadurch wird erreicht, daß sich die zur Deposition geeigneten, durch die physikalisch-chemische Reaktion gebildeten Produkte nicht mehr auf den Elektroden oder in den mischungs­ fördernden Mitteln niederschlagen können, sondern wunschgemäß auf dem zu beschichtenden Material. Um dies störungsfrei erreichen zu können, wird die Geschwindigkeit des Plasmastrahls nach dem Zusammentreffen der ersten und zweiten Gasphase größer gewählt als eine kritische Geschwindigkeit, welche bei Atmosphärendruck und einem Abstand zwischen der Mischstelle und dem Ende des mischungsfördernden Mittels von einem bevorzugten Wert von 1 cm bei etwa 5 cm/s liegt. Bei Wahl eines anderen Abstandes zwischen Mischstelle und diesem Ende können sich dabei andere kritische Geschwindigkeiten ergeben.
Zum Abscheiden von oxidischen Schichten wird der Abscheideprozeß vorzugs­ weise bei normaler Luftumgebung betrieben. Zum Abscheiden nicht-oxidischer Schichten, beispielsweise von Plasmapolymeren, wird die Umgebung inert gegenüber der sich ausbildenden Schicht gehalten. Vorzugsweise wird mit einer Mantelströmung aus Stickstoff oder aber in einer mit Stickstoff gespülten geschlossenen Atmosphäre, insbesondere in einem geschlossenen Container, gearbeitet.
Besonders bevorzugt enthält die zweite Gasphase Kohlenwasserstoff und/oder eine siliciumorganische Verbindung und/oder metallorganische Verbindung und/oder bor-, phosphor- oder selenorganische Verbindungen. Vorzugsweise ist eine zinn- und/oder titan- und/oder aluminium- und/oder zinkorganische Ver­ bindung als metallorganische Verbindung vorgesehen.
Vorzugsweise wird auf dem Substrat ein Schichtsystem bestehend aus Silici­ umoxid oder einer Kohlenwasserstoffverbindung oder einer Verbindung aus Silicium, Kohlenstoff und Wasserstoff oder einer Verbindung aus Silicium, Koh­ lenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff oder einer Verbindung aus Silicium, Koh­ lenstoff, Stickstoff und Wasserstoff abgeschieden. Alternativ oder zusätzlich kann eine beliebig gestaltete Verbindung aus Metallen, wie Zinn, Titan, Aluminium, Zink und/oder aus Selen, Bor, Phosphor abgeschieden sein. Die Schichtdicke liegt dabei vorzugsweise bei 0,001 bis 10 µm. Eine solche Schicht wird als haftvermittelnde Schicht oder als Korrosionsschutzschicht oder zur Modifizierung der Oberflächenenergie des Substrates verwendet. Die Schicht kann auch eine mechanische, elektrische oder optische Funktion aufweisen.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung werden im folgenden Ausführungsbei­ spiele anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese zeigen in:
Fig. 1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Be­ schichten mit einem Plasmastrahl und
Fig. 2 eine Prinzipskizze einer zweiten Ausführungsform einer erfindungs­ gemäßen Vorrichtung zum Beschichten mit einem Plasmastrahl.
Fig. 1 beschreibt eine Prinzipskizze einer ersten Ausführungsform einer erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung zum Beschichten eines Substrates 70. Die Vor­ richtung weist hierzu einen Hohlkörper 10 auf. Der Hohlkörper kann einen be­ liebig geformten Querschnitt aufweisen. Vorzugsweise ist er im Querschnitt rund, quadratisch oder rechteckig.
Die Wandung 11 des Hohlkörper 10 begrenzt einen Innenraum 12. In diesem Innenraum des Hohlkörper sind zwei Elektroden 40 angeordnet. Vorzugsweise liegt eine Elektrode auf Massepotential. Sie werden über Leitungen 41 mit einem Generator 50 verbunden. Dieser speist die Elektroden mit einer Wechsel­ spannung geeigneter Amplitude. Der Spannungsverlauf kann sinusförmig oder auch komplizierter gebildet sein.
Neben dem Hohlkörper 10 sind in einem Winkel zu diesem angeordnet auf zwei Seiten mischungsfördernde Mittel 20, 21 vorgesehen. Diese sind vorzugsweise zylinder- oder rohrförmig. Sie weisen jeweils eine Wandung 22, 23 auf, welche einen jeweiligen Innenraum 24, 25 begrenzt.
Das Substrat 70 ist in einem vorbestimmten Abstand zum Hohlkörper 10, im we­ sentlichen senkrecht zu diesem angeordnet. Vorzugsweise wird es mit einer konstanten Geschwindigkeit an diesem vorbei bewegt.
Für den Beschichtungsvorgang wird eine erste Gasphase 1 in den Innen­ raum 12 des Hohlkörper 10 von dessen hinterem Ende 14 eingeleitet. Die erste Gasphase 1 durchströmt den Hohlkörper mit einer vorgegebenen Geschwindig­ keit. Durch die an den Elektroden 40 anliegende Wechselspannung wird eine Aktivierung der ersten Gasphase hervorgerufen, wodurch sich der gewünschte Plasmastrahl 30 ausbildet. Dieser strömt in Richtung zum vorderen Ende 13 des Hohlkörpers 10. Dort tritt er aus dem Hohlkörper 10 aus. Die in dem Hohlkörper angeordnete Elektrode 40 ist von einem Dielektrikum 44 umgeben.
Durch die beiden mischungsfördernden Mittel 20, 21 wird von deren hinteren Enden 28, 29 eine zweite Gasphase 2 eingeleitet. Die Mittel 20, 21 sind vor­ zugsweise Düsen. Die zweite Gasphase 2 durchströmt mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit die beiden Mittel 20, 21 und tritt an deren jeweiligem vorderen Ende 26, 27 aus. Die zweiten Gasphasen 2 treffen dabei in den Plasmastrahl 30 im Bereich einer Mischstelle 60. Hier tritt eine physikalisch-chemische Reaktion auf, welche zur Beschichtung der Oberfläche 71 des Substrates 70 führt. Auf dem Substrat 70 bildet sich auf dessen Oberfläche die gewünschte Schicht 72 aus.
In Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zum Beschichten eines Substrates 70 mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In diesem Fall wird die Beschichtungsvorrichtung an dem zu beschichtenden ruhenden Substrat vorbeibewegt, in Richtung des Pfeiles. Beispielsweise dient diese Vorrichtung gemäß Fig. 2 zum Abscheiden von Siliciumoxid. Anstelle des Hohlkörpers 10 mit gleichmäßigem Durchmesser, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, wird gemäß der zweiten Ausführungsform nach Fig. 2 ein im wesentlichen zylindrisches Rohr 15 mit einem verjüngten vorderen Ende 16 vorgesehen. Das vordere Ende 16 bildet eine vordere Öffnung 17. Das zylindrische Rohr 15 bildet die eine erforderliche Gegenelektrode und liegt auf Massepotential. Es ist daher über die Leitung 41 mit dem das elektrische Feld erzeugenden Generator 50 verbunden.
Die Hochspannungselektrode wird durch ein stiftförmiges Element 42 gebildet, welches im wesentlichen zentral in dem zylindrischen Rohr 15 vorgesehen und über die Leitung 41 mit dem Hochspannungsausgang des Generators 50 ver­ bunden ist. Die Hochspannungselektrode selbst ist von dem Dielektrikum 44 umgeben, welches dünn, insbesondere 1 bis 2 mm dick ist. Hochspannungs­ elektrode und Dielektrikum werden von dem gebildeten Plasma umgeben. Der Abstand zwischen dem Dielektrium der Hochspannungselektrode und der Innenwandung 19 des zylindrischen Rohres 15 liegt im Millimeterbereich.
Die beiden seitlich mit einem Abstand von der zentralen vorderen Öffnung 17 des zylindrischen Rohres 15 angeordneten mischungsfördernden Mittel 20, 21 weisen einen besonders kleinen Durchmesser auf. Durch sie wird wiederum die zweite Gasphase in den sich innerhalb des zylindrischen Rohres 15 ausbilden­ den Plasmastrahl eingeblasen.
Beispielsweise kann das zylindrische Rohr 15 aus Edelstahl bestehen und einen Durchmesser von 1,2 cm aufweisen. Das vordere Ende verjüngt sich dabei beispielsweise auf einen Durchmesser der vorderen Öffnung 17 von 0,8 cm. Die Elektrode 42 kann beispielsweise ein Stift mit einer Länge von 2 cm und einem Durchmesser von 4 mm sein. Die Dicke des Dielektrikums beträgt 1 mm. An dem zylindrischen Rohr 15 kann zum Betrieb der Entladung eine Sinuswechselspannung von 12 kV (Spitzen-Spannung) und einer Frequenz von 20 kHz angelegt werden. Die erste Gasphase 1 kann beispielsweise Luft mit einem Volumenstrom von 12 Litern pro Minute sein. Dieser strömt durch das zylindrische Rohr 15 dabei dann mit einer Gasgeschwindigkeit von etwa 400 cm/s im Bereich der vorderen Öffnung 17 des Rohres. Die beiden mischungsfördernden Mittel 20, 21 sind beispielsweise in einem Abstand von 1 cm von der vorderen Öffnung 17 des zylindrischen Rohres 15 angeordnet. Sie weisen beispielsweise einen Durchmesser von 1 mm auf und werden von einer zweiten Gasphase in Form eines etwa mit 1 Volumenprozent HMDSO (Hexamethyldisiloxan) beladenen Stickstoffstromes von beispielsweise 0,8 l/min (insgesamt) durchströmt. Die Gasgeschwindigkeit beträgt dabei etwa 850 cm/s. Das Substrat 70 weist beispielsweise einen Abstand von 2 cm von der vorderen Öffnung 17 des zylindrischen Rohres 15 auf. Es besteht vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium. Die von dem Plasmastrahl erfaßte Fläche beträgt dabei dann etwa 2 cm2. Auf einer Fläche dieser Größe kann sich bei alternativ gewähltem stationären Betrieb bei einer Kontaktzeit von etwa 1 s eine Siliciumdioxid-Schicht von etwa 0,4 µm Dicke abscheiden.
Bezugszeichenliste
1
erste Gasphase
2
zweite Gasphase
10
Hohlkörper
11
Wandung
12
Innenraum
13
vorderes Ende
14
hinteres Ende
15
zylindrisches Rohr
16
verjüngtes Ende
17
vordere Öffnung
19
Innenwandung
20
mischungsförderndes Mittel
21
mischungsförderndes Mittel
22
Wandung
23
Wandung
24
Innenraum
25
Innenraum
26
vorderes Ende
27
vorderes Ende
28
hinteres Ende
29
hinteres Ende
30
Plasmastrahl
40
Elektroden
41
Leitungen
42
Elektrode/Stift
44
Dielektrikum
50
Generator
60
Mischstelle
70
Substrat
71
Oberfläche
72
Schicht

Claims (24)

1. Verfahren zum Beschichten von Oberflächen eines Substrates in einem plasma-aktivierten Prozeß bei Atmosphärendruck, dadurch gekennzeichnet,
daß eine erste Gasphase (1) mittels eines elektrischen Feldes in den Plas­ mazustand versetzt wird,
daß die plasma-aktivierte erste Gasphase (1) einen Plasmastrahl (30) bildet,
daß in den Plasmastrahl (30) eine zweite Gasphase (2) eingebracht wird, welche einen oder mehrere Prekursoren und/oder ein Aerosol und/oder einen pulverförmigen Feststoff enthält,
daß durch physikalisch-chemische Reaktionen zwischen der plasma-akti­ vierten ersten Gasphase (1) und der zugemischten zweiten Gasphase (2) zur Schichtabscheidung geeignete Teilchen-Spezies gebildet werden, und
daß die zur Schichtabscheidung geeigneten Teilchen-Spezies mit dem Plas­ mastrahl (30) auf das zu beschichtende Substrat (70) transportiert werden und auf diesem eine Schicht (72) bilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Gasphase (1) einen Hohlkörper (10, 15) durchströmt, welcher Elektroden (40, 41, 19) zum Erzeugen des elektrischen Feldes aufweist, und
daß der Plasmastrahl (30) beim Ausströmen aus dem Elektrodenbereich gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein elektrisches Wechselfeld zum Erzeugen des Plasmazustandes vor­ gesehen wird, wobei das Wechselfeld durch mit Wechselspannung beauf­ schlagte Elektroden (40, 42, 19) erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Wechselfeld durch sinusförmigen Spannungsverlauf oder gepulsten Gleichspannungsverlauf oder gepulsten Sinusspannungsver­ lauf erzeugt wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma durch Gase oder Gasgemische erzeugt wird, die keine De­ position von Schichten mit Dicken von mehr als 10 nm oder die gar keine Schichtdeposition auf den Elektroden und/oder Hohlkörperwänden (11, 19) verursachen.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma aus einem der Stoffe Edelgas, Wasserstoff, Stickstoff, Sau­ erstoff, Distickstoffmonoxid, Tetrafluormethan, Kohlendioxid, Kohlenmonoxid, Schwefelhexafluorid allein oder einem Gemisch aus zumindest zwei der Gase erzeugt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abscheiden oxidischer Schichten der Prozeß in normaler Luftum­ gebung betrieben wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abscheiden nicht-oxidischer Schichten der Prozeß in gegenüber der sich ausbildenden Schicht inerter Umgebung betrieben wird, insbeson­ dere mit einer Mantelströmung aus Stickstoff oder in einer mit Stickstoff ge­ spülten geschlossenen Umgebung.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den Plasmastrahl eine Strömungsgeschwindigkeit von 0,01 bis 100 m/s, insbesondere von 0,2 bis 10 m/s, vorgesehen ist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit der zweiten Gasphase größer eingestellt wird als die Strömungsgeschwindigkeit der plasma-aktivierten ersten Gas­ phase.
11. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine zweite Gasphase zugeführt wird, die Kohlenwasserstoff und/oder eine siliciumorganische Verbindung und/oder eine metallorganische Verbin­ dung und/oder eine bor-, phosphor- oder selenorganische Verbindung ent­ hält.
12. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Gasphase eine zinn- und/oder titan- und/oder aluminium- und/oder zinkorganische Verbindung enthält.
13. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hohlkörper (10, 15) zum Zuleiten einer ersten Gasphase (1), Elek­ troden (40, 42, 19), ein zum Erzeugen eines elektrischen Feldes geeigneter Generator (50) und ein oder mehrere Mittel (20, 21) zum Zuleiten einer zwei­ ten Gasphase (2) vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die ein oder mehreren Elektroden (19, 40, 42) innerhalb oder außerhalb des Hohlkörpers (10, 15) angeordnet und/oder Teil des Hohlkörpers sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Elektroden eine elektrisch leitfähige Wandung (19) des Hohl­ körpers ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (15) rohrförmig und sich an dem vorderen Ende (16) ver­ jüngend gebildet ist und einen eckigen, runden, elliptischen oder ungleich­ mäßig geformten Querschnitt aufweist.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Elektroden ein Dielektrikum (44) als Isolierung ge­ genüber dem Plasma aufweist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere mischungsfördernde Mittel (20, 21) als Mittel zum Zu leiten der zweiten Gasphase vorgesehen sind, die insbesondere seitlich des Hohlkörpers (10, 15) angeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind zum Anordnen eines zu beschichtenden Substrates in einem vorbestimmbaren Abstand vom Hohlkörperaustritt des Plasmastrahles, von insbesondere 0,1 bis 100 cm.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand 0,5 bis 10 cm beträgt.
21. Schichtsystem, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorste­ henden Ansprüche 1 bis 12 und/oder mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das auf einem Substrat abgeschiedene Schichtsystem Silicium und/oder Kohlenstoff und/oder Wasserstoff und/oder Sauerstoff und/oder Stickstoff und/oder Phosphor und/oder Bor und/oder Selen und/oder Zinn und/oder Aluminium und/oder Titan und/oder Zink aufweist.
22. Substrat, beschichtet mit einem Schichtsystem nach Anspruch 21 und/oder mittels eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und/oder in ei­ ner Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke des abgeschiedenen Schichtsystems bei 0,001 bis 10 µm liegt.
23. Substrat nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsystem als haftvermittelnde Schicht oder als Korrosions­ schutzschicht oder zur Modifikation der Oberflächenenergie verwendet wird.
24. Substrat nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtsystem als mechanische oder elektrische oder optische Funktionsschicht verwendet wird.
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