Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Verfahren zur Herstellung organischer Dünnschichten auf einem Substrat durch Reaktion von Reaktanten in der Gasphase.
Diese Technik ist sehr vielseitig und kann für die Herstellung verschiedener Arten von Polymeren verwendet werden.
Zu diesen Polymeren gehören dielektrische, halbleitende, elektrisch leitende und ionenleitende Materialien.
7 wichtige Punkte werden erklärt
1. Ursprünge der CVD-Polymerisation
Die Ursprünge der CVD-Polymerisation lassen sich auf die Arbeit von Gorham et al. zurückverfolgen.
Sie untersuchten die Polymerisation von p-Xylylen unter Erhitzung im Vakuum.
Ihre Entdeckung zeigte, dass der Reaktionsmechanismus eine schnelle, schrittweise Polymerisation von zwei Spezies beinhaltet.
2. Entwicklung von CVD-Verfahren
Seit Gorhams Entdeckung sind zahlreiche CVD-Verfahren entwickelt worden.
Bei diesen Verfahren können die Monomere während des Abscheidungsprozesses in situ polymerisiert werden.
Dies führt zur Bildung von stabilen Polymerfilmen auf verschiedenen Oberflächen.
3. Vorteile gegenüber anderen Oberflächenbeschichtungsmethoden
CVD bietet mehrere Vorteile gegenüber anderen Oberflächenbeschichtungsmethoden.
Es beseitigt die mit der nasschemischen Synthese von dünnen Schichten auf verschiedenen Oberflächen verbundenen Probleme.
CVD liefert konforme und gleichmäßige Beschichtungen in einem einzigen, trockenchemischen Herstellungsschritt.
4. Anwendung bei verschiedenen Materialien
CVD wird traditionell für anorganische Materialien in der Halbleiterindustrie eingesetzt.
Es wurde auch für Strukturen auf Kohlenstoffbasis wie Kohlenstoff-Nanoröhren und Graphen eingesetzt.
5. Herstellung einzigartiger Materialien
Einer der Hauptvorteile der CVD-Polymerisation ist die Möglichkeit, Materialien herzustellen, die mit herkömmlichen lösungsbasierten Methoden nur schwer oder gar nicht zu produzieren wären.
Bestimmte Polymere, die nicht löslich sind, können durch CVD synthetisiert werden.
Dies eröffnet Möglichkeiten für die Herstellung von Materialien mit besonderen Eigenschaften, wie z. B. wasserabweisende Beschichtungen für industrielle Bauteile oder biologische Implantate.
6. Bessere Bindung und Haltbarkeit
Durch das CVD-Verfahren können chemische Reaktionen zwischen den Beschichtungen und den Substraten ausgelöst werden.
Dies führt zu einer starken Bindung zwischen dem Material und der Oberfläche.
Dies kann die Leistung und Haltbarkeit der beschichteten Oberflächen verbessern.
7. Kontrollierte Schichtabscheidung
Bei der CVD-Beschichtung erfolgt die Abscheidung dünner Schichten durch eine Reihe chemischer Reaktionen in der Dampfphase.
Dies unterscheidet sich von der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD), bei der die Dünnschichtbildung durch die Kondensation von Atomen oder Molekülen auf der Substratoberfläche aufgrund von Verdampfung, Ionenbeschuss oder Sputtern erfolgt.
CVD ist ein thermodynamisch komplexer Prozess, der chemische Reaktionen unter bestimmten Bedingungen wie Temperatur, Druck, Reaktionsgeschwindigkeit sowie Impuls-, Massen- und Energietransport umfasst.
Die Qualität der bei der CVD hergestellten Schichten kann durch die Einstellung von Prozessparametern wie Durchflussmengen, Druck, Temperatur, Konzentration der chemischen Stoffe und Reaktorgeometrie kontrolliert und verändert werden.
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