Unter Abscheidung versteht man in der Chemie die Erzeugung dünner oder dicker Schichten einer Substanz auf einer festen Oberfläche, Atom für Atom oder Molekül für Molekül.
Durch diesen Prozess werden die Eigenschaften der Substratoberfläche je nach der beabsichtigten Anwendung erheblich verändert.
Was geschieht bei der chemischen Abscheidung? Die 5 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Verdampfung einer flüchtigen Verbindung
Die zu beschichtende Substanz wird zunächst verdampft.
Dabei wird das feste oder flüssige Material in einen Dampfzustand überführt.
2. Thermische Zersetzung oder chemische Reaktion
Der Dampf zersetzt sich thermisch in Atome und Moleküle oder reagiert mit anderen Dämpfen, Gasen oder Flüssigkeiten auf der Substratoberfläche.
Dieser Schritt ist entscheidend, da er die Zusammensetzung und Struktur der abgeschiedenen Schicht bestimmt.
3. Abscheidung von nichtflüchtigen Reaktionsprodukten
Die Produkte der chemischen Reaktion, die in der Regel nicht flüchtig sind, lagern sich auf dem Substrat ab und bilden einen dünnen Film.
Diese Abscheidung erfolgt unter bestimmten Bedingungen, u. a. bei Drücken von einigen Torr bis über Atmosphärendruck und Temperaturen um 1000 °C.
4. Anwendungen und Variationen von CVD
CVD wird eingesetzt, um die Oberflächeneigenschaften von Substraten zu verbessern und Beschichtungen mit spezifischen Eigenschaften wie Schmierfähigkeit, Witterungsbeständigkeit und Hydrophobie zu erzeugen.
Das Verfahren ist vielseitig und kann an verschiedene Materialien und Technologien angepasst werden, darunter Elektronenstrahllithografie (EBL), Atomlagenabscheidung (ALD), chemische Gasphasenabscheidung bei Atmosphärendruck (APCVD) und plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD).
Diese Variationen ermöglichen eine präzise Steuerung des Abscheidungsprozesses und seine Optimierung für verschiedene Materialien und Anwendungen.
5. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Eine weitere Abscheidungsmethode ist das PVD-Verfahren, bei dem feste Materialien mit hoher Energie im Vakuum verdampft werden, um sie auf einem Zielmaterial abzuscheiden.
Zwei gängige PVD-Verfahren sind Sputtern und Verdampfen.
Beim Magnetronsputtern, einem plasmabasierten Verfahren, interagieren Plasmaionen mit dem Material, wodurch Atome zerstäubt werden und einen dünnen Film auf dem Substrat bilden.
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