Abscheidungsverfahren, insbesondere die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), erfordern häufig den Einsatz von Wärme.
Bei der PVD wird Wärme zur Verdampfung des Ausgangsmaterials verwendet.
Bei der CVD wird Wärme für die chemischen Reaktionen benötigt, die zur Abscheidung führen.
5 Wichtige Einblicke
1. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Bei PVD-Verfahren wie der thermischen Verdampfung im Vakuum und der Elektronenkanonenbeschichtung ist Wärme unerlässlich.
Bei der thermischen Verdampfung werden Tiegel mit elektrischem Strom erhitzt, um das Material zu verdampfen.
In ähnlicher Weise wird bei der Elektronenkanonenbeschichtung ein Elektronenstrahl verwendet, um das gewünschte Material zu erhitzen und einen ausreichenden Dampfdruck in einem Vakuum zu erzeugen.
Diese Wärme ist notwendig, um die Bindungsenergie des Materials zu überwinden, damit es verdampfen und sich anschließend auf einem Substrat ablagern kann.
2. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Bei der CVD wird durch eine chemische Reaktion in der Dampfphase ein fester Film auf einer erhitzten Oberfläche abgeschieden.
Das Verfahren erfordert in der Regel hohe Temperaturen (etwa 1000 °C), um die Verdampfung flüchtiger Verbindungen und die anschließende Zersetzung oder chemische Reaktion dieser Dämpfe auf dem Substrat zu erleichtern.
Diese Reaktionen werden thermisch aktiviert, d. h. sie benötigen Energie (Wärme), um abzulaufen.
3. Wärme und Substrattemperatur
Sowohl bei der PVD als auch bei der CVD wird das Substrat häufig auf mittlere bis hohe Temperaturen erhitzt (z. B. 250 °C bis 350 °C bei der PVD und bis zu 1000 °C bei der CVD).
Diese Erwärmung ist aus mehreren Gründen von entscheidender Bedeutung: Sie erhöht die Haftung der abgeschiedenen Schicht, verbessert die Qualität der Schicht durch Verringerung der Spannungen und Erhöhung der Gleichmäßigkeit und treibt bei der CVD direkt die für die Abscheidung erforderlichen chemischen Reaktionen an.
4. Schlußfolgerung
Wärme ist eine grundlegende Voraussetzung für Abscheidungsprozesse, sei es zur Verdampfung von Ausgangsmaterialien bei der PVD oder zur Steuerung chemischer Reaktionen bei der CVD.
Die Anwendung von Wärme gewährleistet die erfolgreiche Bildung von dünnen Schichten mit den gewünschten Eigenschaften auf Substraten.
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