Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) sind Gase von wesentlicher Bedeutung. Sie dienen sowohl als Reaktionsmittel als auch als Träger.
Zu den wichtigsten verwendeten Gasen gehören Wasserstoff, Argon und Stickstoff. Diese Gase tragen dazu bei, die Vorstufengase in die Reaktionskammer zu transportieren und Nebenprodukte zu entfernen.
Es werden auch spezielle Vorläufergase verwendet. Mit ihnen werden Materialien durch chemische Reaktionen auf Substrate aufgebracht.
Die 4 wichtigsten Gase werden erklärt
1. Trägergase
Trägergase sind inert. Sie nehmen nicht an chemischen Reaktionen teil. Sie sind jedoch entscheidend für die Aufrechterhaltung des Flusses reaktiver Gase und die Entfernung von Nebenprodukten.
Übliche Trägergase bei der CVD sind Wasserstoff, Argon und Stickstoff.
Wasserstoff wird häufig verwendet, weil er mit bestimmten Materialien reagieren kann und so den Abscheidungsprozess unterstützt.
Argon und Stickstoff werden aufgrund ihrer inerten Eigenschaften verwendet. Dadurch wird sichergestellt, dass sie die chemischen Reaktionen nicht beeinträchtigen.
2. Vorläufergase
Vorläufergase sind reaktiv. Sie reagieren chemisch mit dem Substrat, um das gewünschte Material abzuscheiden.
Die Wahl des Vorläufergases hängt von dem aufzubringenden Material ab.
Zum Beispiel wird Silan (SiH4) üblicherweise für die Abscheidung von Materialien auf Siliziumbasis verwendet.
Metallorganische Verbindungen werden für die Abscheidung metallhaltiger Schichten verwendet.
3. Chemische Reaktionen
Das CVD-Verfahren umfasst mehrere Arten von chemischen Reaktionen. Dazu gehören Zersetzung, Kombination, Hydrolyse, Oxidation und Reduktion von Gasen.
Diese Reaktionen finden an der Substratoberfläche statt und führen zur Abscheidung von dünnen Schichten oder Überzügen.
Die Reaktionen werden durch den Druck und die Temperatur in der CVD-Kammer beeinflusst. Diese können eingestellt werden, um die Qualität und die Eigenschaften des abgeschiedenen Materials zu steuern.
4. Nebenprodukte und Beseitigung
Während des CVD-Prozesses bilden sich unerwünschte Nebenprodukte. Diese müssen aus der Reaktionskammer entfernt werden, um die Reinheit und Qualität der abgeschiedenen Schicht zu erhalten.
Die Trägergase helfen bei der Beseitigung dieser Nebenprodukte. Dadurch wird sichergestellt, dass die Reaktionsumgebung für den Abscheidungsprozess günstig bleibt.
Fazit
Die bei der CVD verwendeten Gase sind ein wesentlicher Bestandteil des Prozesses. Sie erfüllen mehrere Funktionen, vom Transport der Reaktanten über die Erleichterung der chemischen Reaktionen bis hin zur Entfernung von Nebenprodukten.
Die sorgfältige Auswahl und Kontrolle dieser Gase ist entscheidend, um die gewünschte Qualität und die Eigenschaften der abgeschiedenen Materialien zu erreichen.
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