Die Abscheidungsrate bei der Dünnschichtabscheidung wird durch eine Vielzahl von Faktoren beeinflusst, darunter die Art der verwendeten Abscheidungstechnologie, die Parameter des Abscheidungsprozesses und die Eigenschaften der beteiligten Materialien. Diese Faktoren können die Qualität, Gleichmäßigkeit und Effizienz der erzeugten Dünnschicht erheblich beeinflussen.
Abscheidungstechnologie und -techniken:
Die Wahl der Abscheidungstechnologie wirkt sich direkt auf die Abscheiderate aus. So bieten thermische Verdampfungsmethoden im Allgemeinen schnellere Verdampfungsraten als das Sputtern. Verfahren wie die Flash-Verdampfung, bei der Tiegel verwendet werden, können aufgrund des höheren Volumens, das sie verarbeiten können, dickere Schichten abscheiden. Die Elektronenstrahlverdampfung hingegen ermöglicht eine präzise Steuerung der Verdampfungsrate und eignet sich daher für die Abscheidung komplexer chemischer Verbindungen oder Verbundstoffe mit bekannter Zusammensetzung.Prozessparameter:
- Mehrere Prozessparameter können eingestellt werden, um die Abscheidungsrate zu beeinflussen. Dazu gehören:
- Druck und Vakuum: Die Qualität des Vakuums wirkt sich auf die Reinheit der abgeschiedenen Schicht aus, wobei höhere Abscheideraten den Einschluss von gasförmigen Verunreinigungen minimieren. Der Druck in der Reaktionskammer beeinflusst auch die Rauheit der Schicht.
- Die Temperatur: Die Substrattemperatur spielt eine entscheidende Rolle für die anfängliche Abscheidungszeit und die Wachstumsrate. Niedrigere Temperaturen führen zu einem langsameren Schichtwachstum und einer höheren Oberflächenrauheit, während höhere Temperaturen den Abscheidungsprozess beschleunigen und die Rauheit verringern.
- Gasart und Durchfluss: Die Art des verwendeten Gases und seine Durchflussrate können die Abscheidungsrate und die Gleichmäßigkeit der Schicht beeinflussen.
Stromdichte und Vorspannung: Diese elektrischen Parameter können die Energie der abgeschiedenen Partikel beeinflussen, was sich auf die Geschwindigkeit und Qualität der Abscheidung auswirkt.
Materialeigenschaften:
Die Eigenschaften der abzuscheidenden Materialien, wie ihre Reaktivität, Flüchtigkeit und Reinheit, wirken sich ebenfalls auf die Abscheiderate aus. So ist es zum Beispiel schwierig, feuerfeste Materialien wie Wolfram mit Methoden abzuscheiden, die keine Elektronenstrahlerwärmung beinhalten. Die Reinheit des Ausgangsmaterials und die Geometrie der Verdampfungskammer können sich ebenfalls auf die Dicke und Gleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schicht auswirken.
Optimierung und Kontrolle:
