Die chemische Abscheidung aus der Gasphase (CVD) von Siliciumcarbid (SiC) ist ein Verfahren zur Synthese hochwertiger SiC-Kristalle, die vor allem in der Elektronikfertigung eingesetzt werden. Bei diesem Verfahren kommt die chemische Hochtemperatur-Gasphasenabscheidung (HTCVD) zum Einsatz, die bei Temperaturen zwischen 2000°C und 2300°C arbeitet. Bei diesem Verfahren wird ein Gemisch von Reaktionsgasen in einen geschlossenen Reaktor eingeleitet, wo sie sich zersetzen und auf der Oberfläche eines Trägermaterials reagieren und einen festen SiC-Kristallfilm bilden. Dieser Film wächst weiter, da die Reaktionsgase kontinuierlich zugeführt werden und die festen Produkte von der Substratoberfläche entfernt werden.
Ausführliche Erläuterung:
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Aufbau des Reaktors und Temperaturkontrolle:
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Das HTCVD-Verfahren zur SiC-Abscheidung findet in einem geschlossenen Reaktor statt, der von außen beheizt wird, um die für die chemischen Reaktionen erforderlichen hohen Temperaturen aufrechtzuerhalten. Diese Temperaturen liegen in der Regel zwischen 2000°C und 2300°C und gewährleisten, dass sich die Reaktionsgase effektiv zersetzen und mit dem Substrat reagieren.Chemische Reaktionen und Gasgemische:
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Die in dem Verfahren verwendeten Reaktionsgase sind in der Regel eine Mischung aus flüchtigen Silizium- und Kohlenstoffverbindungen. Wenn diese Gase die Hochtemperaturumgebung des Reaktors erreichen, zersetzen sie sich und reagieren auf der Oberfläche des Substrats. Die genaue Zusammensetzung des Gasgemischs und die spezifischen Reaktionen können variieren, aber das Gesamtziel ist die Abscheidung einer SiC-Schicht auf dem Substrat.
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Filmwachstum und Mechanismus:
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Wenn sich die Reaktionsgase zersetzen und reagieren, bilden sie einen festen SiC-Film auf dem Substrat. Dieser Film wächst Schicht für Schicht, wenn mehr Gas zugeführt wird und reagiert. Die festen Produkte, die nicht mehr benötigt werden, werden abgelöst und von der Oberfläche des Substrats wegbewegt, so dass der SiC-Film kontinuierlich wachsen kann.Anwendungen und Vorteile:
Das durch CVD hergestellte SiC zeichnet sich durch einen geringen elektrischen Widerstand aus und ist damit ein guter elektrischer Leiter. Diese Eigenschaft ist besonders nützlich bei der Herstellung von Präzisionsteilen, wo Techniken wie die Funkenerosion (EDM) eingesetzt werden können, um feine Strukturen und Löcher mit hohem Aspektverhältnis zu erzeugen. Darüber hinaus ermöglicht CVD das Wachstum monokristalliner SiC-Schichten mit kontrollierter Dotierung, was ihren Nutzen in der Elektronikfertigung erhöht.
