Für die Herstellung von Dünnschichten gibt es eine Reihe von Verfahren, die hauptsächlich in chemische und physikalische Abscheidetechniken unterteilt werden. Zu den chemischen Verfahren gehört die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), bei der dünne Schichten durch chemische Reaktionen zwischen gasförmigen Ausgangsstoffen und einem Substrat entstehen. Physikalische Verfahren, wie die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), beinhalten die Kondensation von verdampften Materialien auf einem Substrat. Je nach den gewünschten Schichteigenschaften und Anwendungen werden auch andere Verfahren wie Spin-Coating, Galvanik und Molekularstrahlepitaxie eingesetzt.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD):
CVD ist eine weit verbreitete Technik zur Herstellung hochreiner und effektiver fester Dünnschichten. Bei diesem Verfahren wird das Substrat in einen Reaktor gelegt und flüchtigen Gasen ausgesetzt. Chemische Reaktionen zwischen diesen Gasen und dem Substrat führen zur Bildung einer festen Schicht auf der Substratoberfläche. Durch CVD können einkristalline, polykristalline oder amorphe Schichten erzeugt werden, je nach den Prozessparametern wie Temperatur, Druck, Gasdurchsatz und Gaskonzentration. Diese Methode ist vielseitig und ermöglicht die Synthese sowohl einfacher als auch komplexer Materialien bei niedrigen Temperaturen, so dass sie sich für verschiedene Anwendungen wie Halbleiter und optische Beschichtungen eignet.Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD):
Beim PVD-Verfahren werden dünne Schichten durch Kondensation von verdampften Materialien aus einer Quelle auf ein Substrat abgeschieden. Diese Technik umfasst Untermethoden wie Verdampfung und Sputtern. Bei der Verdampfung wird das Material erhitzt, bis es sich in Dampf verwandelt, der dann auf dem Substrat kondensiert und eine dünne Schicht bildet. Beim Sputtern wird das Material durch Beschuss mit hochenergetischen Teilchen, in der Regel in einer Plasmaumgebung, aus einem Target herausgeschleudert und auf einem Substrat abgelagert. PVD ist für seine Fähigkeit bekannt, sehr gleichmäßige und haftende Beschichtungen zu erzeugen, was es ideal für Anwendungen macht, die eine genaue Kontrolle über die Schichtdicke und -zusammensetzung erfordern.
Spin-Beschichtung:
Die Schleuderbeschichtung ist ein einfaches, aber wirksames Verfahren, das vor allem für die Abscheidung gleichmäßiger dünner Schichten aus Polymeren und anderen organischen Materialien eingesetzt wird. Bei diesem Verfahren wird eine kleine Menge eines flüssigen Materials auf die Mitte eines Substrats gegeben, das dann schnell gedreht wird. Durch die Zentrifugalkraft verteilt sich das Material auf der Oberfläche des Substrats und bildet einen dünnen, gleichmäßigen Film, während das Lösungsmittel verdampft. Diese Technik wird häufig bei der Herstellung von Fotolackschichten in der Halbleiterfertigung und bei der Herstellung organischer elektronischer Geräte eingesetzt.
Galvanische Beschichtung und Molekularstrahlepitaxie (MBE):
