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).
Bei der chemischen Gasphasenabscheidung wird ein flüchtiges Vorprodukt in eine Kammer unter Vakuum eingeleitet. 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 an dünnen Schichten.
Bei der physikalischen Abscheidung aus der Gasphase (Physical Vapor Deposition) hingegen wird ein physikalischer Prozess zur Abscheidung dünner Schichten verwendet. Bei diesem Verfahren wird das Zielmaterial zunächst aus einer festen Form in 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.
Bei der thermischen Verdampfung wird das Zielmaterial mit Hilfe von Wärmeenergie 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.
Sputtern ist eine weitere Technik, die bei der physikalischen Gasphasenabscheidung eingesetzt wird. Dabei wird das Zielmaterial 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 Anforderungen des Abscheidungsprozesses im Gleichstrom- oder im Hochfrequenzmodus erfolgen.
Insgesamt funktionieren Aufdampfanlagen so, dass das Zielmaterial in einen Dampf oder ein Plasma umgewandelt, zum Substrat transportiert und dort kondensiert und zu einer dünnen Schicht verarbeitet wird. Die Wahl des Aufdampfverfahrens und Parameter wie Kammerdruck, Substrattemperatur und Aufdampfzeit beeinflussen die physikalischen Eigenschaften des abgeschiedenen Materials und die Dicke der Schicht. Das Aufdampfen ist in verschiedenen Branchen weit verbreitet, z. B. in der Halbleiterherstellung, bei optischen Beschichtungen und Dünnschicht-Solarzellen.
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