Für die Abscheidung dünner Schichten auf Substraten gibt es zwei Hauptmethoden: die chemische Abscheidung und die physikalische Abscheidung.
5 wichtige Punkte zum Verständnis des Unterschieds zwischen chemischer und physikalischer Abscheidung
1. Methoden und Verfahren
Bei der chemischen Abscheidung werden durch chemische Reaktionen alte Materialien verbraucht und neue Stoffe erzeugt.
Bei der physikalischen Abscheidung werden physikalische Mittel eingesetzt, wie z. B. die Umwandlung des Stoffes in einen anderen Zustand (gasförmig, fest, flüssig), ohne dass neue Stoffe entstehen.
2. Chemische Abscheidung
Bei der chemischen Abscheidung, einschließlich der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) und der Atomlagenabscheidung (ALD), werden Vorläufersubstanzen verwendet, die mit Gasen des Ausgangsmaterials gemischt werden.
Diese Vorläufersubstanzen werden chemischen Reaktionen unterzogen, die eine dünne Schicht auf dem Substrat bilden.
Die Reaktionen verbrauchen alte Materialien und erzeugen neue Substanzen, die auf dem Substrat haften.
3. Physikalische Abscheidung
Die physikalische Abscheidung, insbesondere die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), umfasst Hochenergietechniken, bei denen feste Materialien in einem Vakuum verdampft werden, um sie auf einem Zielmaterial abzuscheiden.
Zu den PVD-Methoden gehören Sputtern und Verdampfen.
Beim Sputtern interagieren Plasmaionen mit dem Material, wodurch Atome auf das Substrat gesputtert oder gesprüht werden und einen dünnen Film bilden.
Beim Aufdampfen wird das Material erhitzt, bis es sich in einen Dampf verwandelt, der dann auf dem Substrat kondensiert.
Im Gegensatz zur chemischen Abscheidung werden bei der physikalischen Abscheidung keine neuen Stoffe erzeugt, sondern das Material wird lediglich physikalisch von einem Zustand in einen anderen überführt.
4. Vergleich und Umweltauswirkungen
Physikalische Abscheidungsverfahren sind im Allgemeinen teurer und zeitaufwändiger, da sie Vakuumverfahren erfordern.
Sie bieten jedoch hohe Abscheideraten und eine hohe Probenausnutzung.
Die chemische Abscheidung ist zwar potenziell weniger kostspielig, beinhaltet aber chemische Reaktionen, die zur Produktion neuer Stoffe und möglicherweise zu einer stärkeren Umweltbelastung führen können.
Die physikalische Abscheidung aus der Gasphase wird in der heutigen umweltbewussten Gesellschaft wegen ihrer geringen Umweltbelastung zunehmend bevorzugt.
5. Die Wahl des richtigen Verfahrens
Die Wahl zwischen chemischer und physikalischer Abscheidung hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, einschließlich Kosten, Effizienz und Umweltaspekten.
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