Die Abscheidung ist ein Verfahren, mit dem dünne oder dicke Schichten einer Substanz auf einer festen Oberfläche erzeugt werden.
Durch dieses Verfahren werden die Eigenschaften des Substrats für verschiedene Anwendungen verändert.
Die Abscheidungsmethoden lassen sich grob in physikalische und chemische Verfahren einteilen.
Jede Kategorie hat ihre eigenen Untermethoden und Anwendungen.
10 Schlüsseltechniken erklärt
Physikalische Abscheidungsmethoden
Bei den physikalischen Abscheidungsmethoden werden thermodynamische oder mechanische Prozesse eingesetzt, um Materialien ohne chemische Reaktionen abzuscheiden.
Diese Verfahren erfordern in der Regel eine Umgebung mit niedrigem Druck, um genaue Ergebnisse zu erzielen.
1. Verdampfungstechniken
- Thermische Vakuumverdampfung: Hierbei wird das Material im Vakuum erhitzt, um es zu verdampfen, das dann auf dem Substrat kondensiert.
- Elektronenstrahlverdampfung: Erhitzt und verdampft das Material mit Hilfe eines Elektronenstrahls.
- Laserstrahlverdampfung: Hier wird das Material mit einem Laser verdampft.
- Lichtbogenverdampfung: Das Material wird mit einem elektrischen Lichtbogen verdampft.
- Molekularstrahlepitaxie: Ein hochgradig kontrollierter Verdampfungsprozess, der für das Wachstum einkristalliner Dünnschichten verwendet wird.
- Ionenplattierungs-Verdampfung: Kombiniert Verdampfung mit Ionenbeschuss, um die Haftung und Dichte der Schicht zu verbessern.
2. Sputtering-Techniken
- Gleichstrom-Sputtern: Mit Hilfe von Gleichstrom wird ein Plasma erzeugt, das Atome aus einem Target auf das Substrat sputtert.
- Hochfrequenz-Sputtern: Mit Hilfe von Hochfrequenz wird ein Plasma für das Sputtern erzeugt.
Chemische Abscheidungsmethoden
Chemische Abscheidungsmethoden verwenden chemische Reaktionen, um Materialien abzuscheiden.
Mit diesen Verfahren lassen sich Schichten mit bestimmten chemischen Zusammensetzungen und Eigenschaften erzeugen.
1. Sol-Gel-Verfahren
Ein nasschemisches Verfahren, bei dem eine chemische Lösung durch chemische Reaktionen in einen Feststoff umgewandelt wird, was zur Bildung eines dünnen Films führt.
2. Chemische Badabscheidung
Hierbei wird das Substrat in ein chemisches Bad getaucht, in dem die Abscheidung durch chemische Reaktionen in der Lösung erfolgt.
3. Sprühpyrolyse
Hierbei wird ein chemischer Vorläufer auf ein erhitztes Substrat gesprüht, das sich daraufhin zersetzt und als Film abgeschieden wird.
4. Galvanische Abscheidung
- Galvanische Abscheidung: Mit Hilfe von elektrischem Strom werden Metallionen aus einer Lösung auf ein Substrat abgeschieden.
- Stromlose Abscheidung: Chemische Reduktion von Metallionen in einer Lösung, ohne dass ein elektrischer Strom von außen benötigt wird.
5. Chemische Abscheidung aus der Dampfphase (CVD)
- Niederdruck-CVD: Wird bei reduziertem Druck durchgeführt, um die Gleichmäßigkeit und Reinheit der Schicht zu verbessern.
- Plasmaunterstützte CVD: Durch den Einsatz von Plasma werden die chemischen Reaktionsgeschwindigkeiten erhöht, was eine Abscheidung bei niedrigeren Temperaturen ermöglicht.
- Atomlagenabscheidung (ALD): Ein sequenzielles oberflächenchemisches Verfahren, bei dem ein dünner Film in einer Atomschicht abgeschieden wird.
Für jede dieser Methoden gibt es spezifische Anwendungen, die auf den gewünschten Schichteigenschaften, der Dicke, der Reinheit, der Mikrostruktur und der Abscheiderate basieren.
Die Wahl des Verfahrens hängt von diesen Parametern und den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab.
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