Bei der Dünnschichtabscheidung wird eine dünne Materialschicht auf ein Substrat oder zuvor abgeschiedene Schichten aufgetragen, in der Regel im Mikro-, Nano- oder Atombereich. Dieser Prozess ist für die Herstellung von Mikro-/Nanobauteilen von entscheidender Bedeutung und kann in chemische und physikalische Abscheidungsverfahren unterteilt werden.
Chemische Abscheidung:
Bei der chemischen Abscheidung, z. B. der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD), werden Vorläufergase verwendet. Bei dieser Methode wird eine metallhaltige Vorstufe in eine Aktivierungszone eingeführt, wo sie aktiviert wird, um eine aktivierte Vorstufe zu bilden. Diese Vorstufe wird dann in eine Reaktionskammer geleitet, wo sie mit einem Substrat in Wechselwirkung tritt. Die Abscheidung erfolgt in einem zyklischen Prozess, bei dem das aktivierte Vorläufergas und ein reduzierendes Gas abwechselnd auf dem Substrat adsorbiert werden und einen dünnen Film bilden.Physikalische Abscheidung:
- Bei der physikalischen Abscheidung, z. B. der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), werden mechanische, elektromechanische oder thermodynamische Mittel eingesetzt, um einen festen Film abzuscheiden. Im Gegensatz zu chemischen Verfahren beruht die physikalische Abscheidung nicht auf chemischen Reaktionen, um Materialien zu verbinden. Stattdessen wird in der Regel eine Niederdruck-Dampfumgebung benötigt. Ein gängiges Beispiel für die physikalische Abscheidung ist die Bildung von Frost. Bei der PVD werden Partikel aus einer Quelle (z. B. durch Hitze oder Hochspannung) freigesetzt und dann zum Substrat transportiert, wo sie kondensieren und einen dünnen Film bilden.Spezifische Techniken:
- Elektronenstrahl-Verdampfung: Bei dieser Art von PVD wird ein Ausgangsmaterial mit einem Elektronenstrahl erhitzt, wodurch es verdampft und sich auf einem Substrat abscheidet.
- Spin-Beschichtung: Bei dieser Technik wird ein flüssiges Ausgangsmaterial auf ein Substrat aufgebracht und mit hoher Geschwindigkeit geschleudert, um die Lösung gleichmäßig zu verteilen. Die Dicke des entstehenden Films wird durch die Schleudergeschwindigkeit und die Viskosität der Lösung bestimmt.
Plasmazerstäubung: Ein weiteres PVD-Verfahren, bei dem Ionen aus einem Plasma auf ein Zielmaterial beschleunigt werden, wodurch Atome herausgeschleudert werden und sich auf einem Substrat ablagern.
Anwendungen:
