Technisches Team · Kintek Solution

Beim CVD-Verfahren von Siliciumcarbid werden Siliciumcarbidschichten durch chemische Reaktionen in einer Gasphase auf ein Substrat abgeschieden. Dieses Verfahren zeichnet sich durch seine Fähigkeit aus, hochwertige, reine und gleichmäßige Schichten aus Siliciumcarbid herzustellen, die aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften wie geringe Dichte, hohe Steifigkeit, extreme Härte und Verschleißfestigkeit für verschiedene industrielle Anwendungen unerlässlich sind.

Zusammenfassung des CVD-Verfahrens:

1. Vorbereitung des Substrats: Das Substrat, bei dem es sich aufgrund der geeigneten kristallographischen Ausrichtung häufig um Silizium handelt, wird gereinigt und mit abrasivem Diamantpulver vorbereitet, um eine saubere Oberfläche für die Abscheidung zu gewährleisten.
2. Gaseinleitung: Hochreines Methan als Kohlenstoffquelle wird mit ultrahochreinem Wasserstoff in einem Verhältnis von 1:99 gemischt und in den Reaktor eingeleitet.
3. Energiezufuhr und Abscheidung: Die Gase werden angeregt, in der Regel durch Erhitzen des Substrats auf etwa 800 °C, wodurch chemische Reaktionen in Gang gesetzt werden, durch die sich Siliciumcarbid auf dem Substrat abscheidet.
4. Wachstum und Formation: Der Prozess beinhaltet die Zersetzung des Reaktionsgases bei hohen Temperaturen, was zu einer chemischen Reaktion auf der Substratoberfläche führt, die einen festen Kristallfilm aus Siliziumkarbid bildet.

Ausführliche Erläuterung:

• Vorbereitung des Substrats: Der erste Schritt im CVD-Verfahren ist die Vorbereitung des Substrats. Üblicherweise wird Silizium verwendet, da es die für eine wirksame Abscheidung erforderliche kristallografische Ausrichtung gut aufweist. Die Oberfläche des Siliziumsubstrats wird mit abrasivem Diamantpulver sorgfältig gereinigt, um alle Verunreinigungen zu entfernen, die den Abscheidungsprozess stören könnten.

• Gaseinleitung: Für das CVD-Verfahren wird hochreines Methan in Verbindung mit UHP-Wasserstoff verwendet. Diese Mischung ist von entscheidender Bedeutung, da Methan die notwendige Kohlenstoffquelle liefert, während Wasserstoff die chemischen Reaktionen unterstützt und die Reinheit des Prozesses aufrechterhält. Die Gase werden in einer kontrollierten Umgebung in den Reaktor eingeleitet, um die Gleichmäßigkeit und Qualität der Abscheidung zu gewährleisten.

• Energiezufuhr und Abscheidung: Sobald die Gase eingeleitet sind, werden sie mit Energie versorgt, in der Regel durch Erhitzen. Das Substrat wird auf etwa 800 °C erhitzt, was ausreicht, um die für die Abscheidung von Siliciumcarbid erforderlichen chemischen Reaktionen einzuleiten und aufrechtzuerhalten. Dieser Schritt ist von entscheidender Bedeutung, da er die Qualität und die Eigenschaften der abgeschiedenen Siliciumcarbidschicht direkt beeinflusst.

• Wachstum und Formation: Die angeregten Gase zersetzen sich bei hohen Temperaturen, was zu einer Reihe von chemischen Reaktionen auf der Oberfläche des Substrats führt. Diese Reaktionen führen zur Bildung einer festen Kristallschicht aus Siliziumkarbid. Der Prozess wird fortgesetzt, bis die gewünschte Dicke und Gleichmäßigkeit erreicht ist. Dann wird das feste Produkt von der Oberfläche des Substrats abgelöst, und das Reaktionsgas wird kontinuierlich zugeführt, damit der Kristallfilm wachsen kann.

Dieses CVD-Verfahren ermöglicht die Herstellung von Siliciumcarbid mit sehr geringem elektrischem Widerstand, wodurch es sich für Anwendungen eignet, die feine Merkmale und ein hohes Aspektverhältnis erfordern, wie z. B. in der Elektronik und bei MEMS-Bauteilen. Die Präzision und Kontrolle, die das CVD-Verfahren bietet, machen es zu einer bevorzugten Wahl für die Herstellung hochwertiger Siliziumkarbidkomponenten.

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