Das Aufdampfen ist ein Verfahren, mit dem dünne Schichten von Materialien auf ein Substrat aufgebracht werden.
Es gibt verschiedene Methoden der Aufdampfung, aber die gängigsten sind die chemische Aufdampfung (CVD) und die physikalische Aufdampfung (PVD).
Wie funktioniert das Aufdampfen? Die 5 wichtigsten Methoden werden erklärt
1. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung wird ein flüchtiger Vorläuferstoff in eine Kammer unter Vakuum eingespritzt.
Die Kammer wird auf eine Reaktionstemperatur erhitzt, wodurch das Vorläufergas reagiert oder in die gewünschte Beschichtung zerfällt.
Die Reaktionsprodukte verbinden sich dann mit der Materialoberfläche und bilden einen dünnen Film.
Diese Methode ermöglicht eine präzise Steuerung des Abscheidungsprozesses und die Herstellung großer Mengen dünner Schichten.
2. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung wird ein physikalischer Prozess zur Abscheidung dünner Schichten eingesetzt.
Bei diesem Verfahren wird das Zielmaterial zunächst aus einer festen Form in ein Plasma oder Ionen verdampft.
Das verdampfte Material wird dann auf die Substratoberfläche übertragen, wo es kondensiert und zu einem Film heranwächst.
Die physikalische Abscheidung aus der Gasphase kann durch verschiedene Techniken wie thermische Verdampfung, Sputtern oder Elektronenstrahlverdampfung erfolgen.
3. Thermische Verdampfung
Bei der thermischen Verdampfung wird das Zielmaterial mit thermischer Energie aus einem Heizelement oder einem Elektronenstrahl verdampft.
Das verdampfte Material wird durch ein Hochvakuum transportiert und auf dem Substrat abgeschieden, wo es kondensiert und zu einem festen Film anwächst.
Diese Methode wird üblicherweise zur Abscheidung von reinen Metallen, Nichtmetallen, Oxiden und Nitriden verwendet.
4. Sputtern
Sputtern ist eine weitere Technik der physikalischen Gasphasenabscheidung.
Dabei wird das Targetmaterial mit hochenergetischen Ionen beschossen, wodurch Atome aus der Oberfläche des Targets herausgeschleudert werden.
Diese ausgestoßenen Atome bewegen sich dann in einer geraden Linie und lagern sich auf dem Substrat ab, wodurch ein dünner Film entsteht.
Das Sputtern kann je nach den Erfordernissen des Abscheidungsverfahrens im Gleichstrom- oder im Hochfrequenzmodus erfolgen.
5. Gesamtprozess
Bei Aufdampfanlagen wird das Zielmaterial in einen Dampf oder ein Plasma umgewandelt.
Das verdampfte Material wird zum Substrat transportiert und kann dort kondensieren und zu einer dünnen Schicht wachsen.
Die Wahl der Beschichtungsmethode und Parameter wie Kammerdruck, Substrattemperatur und Beschichtungszeit beeinflussen die physikalischen Eigenschaften des abgeschiedenen Materials und die Dicke der Schicht.
Das Aufdampfen ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, z. B. bei der Herstellung von Halbleitern, optischen Beschichtungen und Dünnschicht-Solarzellen.
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