Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Verfahren zur Herstellung hochwertiger, leistungsstarker fester Materialien, das häufig in der Halbleiterindustrie zur Erzeugung dünner Schichten eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Substrat flüchtigen Vorläufersubstanzen ausgesetzt, die auf der Oberfläche reagieren und/oder sich zersetzen, um die gewünschte Schicht zu bilden. Die Nebenprodukte werden in der Regel durch einen Gasfluss in der Reaktionskammer entfernt.
Ausführliche Erläuterung:
-
Einführung und Reaktion von Vorläufern:
-
Beim CVD-Verfahren wird das Substrat (bei Halbleiteranwendungen häufig ein Wafer) in eine Reaktionskammer gebracht. In die Kammer werden flüchtige Ausgangsstoffe, bei denen es sich um Gase oder Dämpfe handeln kann, eingeleitet. Diese Vorstufen werden in der Regel auf der Grundlage des gewünschten Endprodukts ausgewählt, z. B. Siliziumverbindungen für Halbleiterschichten oder Kohlenstoffverbindungen für Graphen. Die Vorstufen reagieren und/oder zersetzen sich bei Kontakt mit dem erhitzten Substrat und bilden eine feste Schicht des gewünschten Materials.Bildung der Ablagerung:
-
Die Reaktion an der Substratoberfläche führt zur Abscheidung des Materials. Diese Reaktion wird durch die Energie angetrieben, die durch die Erwärmung des Substrats und der Kammer bereitgestellt wird und die notwendig ist, um die chemischen Bindungen in den Vorläufern aufzubrechen und die Bildung neuer Bindungen einzuleiten, die die feste Ablagerung bilden. Die Dicke und die Gleichmäßigkeit der Abscheidung hängen von Faktoren wie Temperatur, Druck und Durchflussmenge der Ausgangsstoffe ab.
-
Beseitigung von Nebenprodukten:
-
Während der Reaktion werden nicht alle als Ausgangsstoffe eingebrachten Materialien in die Abscheidung eingebaut. Einige bilden flüchtige Nebenprodukte. Diese Nebenprodukte müssen aus der Kammer entfernt werden, um eine Kontamination zu verhindern und die Reinheit der Abscheidung zu erhalten. Dies wird erreicht, indem ein Trägergas durch die Kammer geleitet wird, das die Nebenprodukte und nicht umgesetzten Vorprodukte abtransportiert.Kontrolle der Prozessparameter:
-
Das CVD-Verfahren ist hochgradig kontrolliert, wobei Parameter wie Temperatur, Druck, Gasdurchflussraten und Konzentrationen der Ausgangsstoffe genau gesteuert werden. Diese Parameter sind entscheidend für das Erreichen der gewünschten Eigenschaften des abgeschiedenen Materials, z. B. seiner elektrischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften.
Anwendungen und Materialien:
