Die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) ist ein Verfahren, bei dem Materialien von einer kondensierten Phase in eine Dampfphase und dann wieder in eine kondensierte Dünnschicht auf einem Substrat umgewandelt werden.
Zu den wichtigsten PVD-Verfahren gehören das Sputtern und das Aufdampfen, jeweils mit ihren eigenen Untertechniken und Anwendungen.
7 Schlüsseltechniken werden erklärt
1. Sputtern
Beim Sputtern werden Atome aus einem festen Zielmaterial durch den Beschuss mit energiereichen Teilchen in eine gasförmige Phase geschleudert und dann auf einem Substrat abgeschieden.
1.1 Magnetron-Zerstäubung
Beim Magnetronsputtern werden die Elektronen durch ein Magnetfeld in der Nähe der Oberfläche des Targets eingefangen, wodurch die Ionisierung des Sputtergases erhöht und die Sputterrate gesteigert wird.
1.2 Ionenstrahlsputtern
Beim Ionenstrahlsputtern wird ein fokussierter Ionenstrahl auf das Target gerichtet, um Material auszustoßen.
1.3 Reaktives Sputtern
Beim reaktiven Sputtern wird das Sputtern mit einem reaktiven Gas kombiniert, um Verbundschichten wie Oxide oder Nitride zu bilden.
1.4 Ionenunterstütztes Sputtern
Beim ionenunterstützten Sputtern wird der Prozess durch einen Ionenstrahl ergänzt, um die Schichteigenschaften zu verbessern.
1.5 Gasfluss-Sputtern
Beim Gasfluss-Sputtern wird der Gasfluss gesteuert, um den Abscheidungsprozess zu optimieren.
2. Verdampfung
Bei der Verdampfung wird ein Ausgangsmaterial erhitzt, so dass es verdampft und dann auf einem kühleren Substrat kondensiert und eine dünne Schicht bildet.
2.1 Thermische Verdampfung
Bei der thermischen Verdampfung wird das Material direkt durch Widerstands- oder Induktionserwärmung erhitzt.
2.2 E-Beam (Elektronenstrahl)-Verdampfung
Bei der E-Beam-Verdampfung wird das Material mit einem Elektronenstrahl erhitzt, so dass auch höher schmelzende Materialien verdampft werden können.
Diese PVD-Techniken werden für die Abscheidung einer Vielzahl von Materialien verwendet, darunter Metalle, Legierungen und Keramiken, wobei die Anwendungen von mechanischen und optischen bis hin zu chemischen und elektronischen Funktionen reichen.
Die Wahl des Verfahrens hängt von den spezifischen Anforderungen an die Dünnschicht ab, wie etwa Haftung, Dichte und Reinheit.
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