Die vollständige Form von Hfcvd ist Hot Filament Chemical Vapor Deposition.
5 wichtige Punkte werden erklärt
1. Heißes Filament
Beim HFCVD-Verfahren wird ein Filament aus hochschmelzenden Metallen wie Wolfram (W), Rhenium (Re) oder Tantal (Ta) auf extrem hohe Temperaturen (2173 bis 2773 K) erhitzt.
Diese Erhitzung wird durch elektrischen Widerstand erreicht.
Der Glühfaden wirkt als Widerstand in einem Stromkreis und wandelt elektrische Energie in Wärme um.
2. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Die chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD) ist ein Verfahren zur Herstellung hochreiner, leistungsstarker fester Materialien.
Das Verfahren wird häufig in der Halbleiterindustrie zur Herstellung dünner Schichten eingesetzt.
Bei der CVD wird das Trägermaterial einem oder mehreren flüchtigen Vorläufersubstanzen ausgesetzt.
Diese Grundstoffe reagieren und/oder zersetzen sich auf der Substratoberfläche, um die gewünschte Schicht zu erzeugen.
3. Abscheidungsprozess bei HFCVD
Bei der HFCVD werden die Einsatzgase, in der Regel Wasserstoff (H2) und Methan (CH4), in die Reaktionskammer eingeleitet.
Diese Gase werden durch das heiße Filament thermisch dissoziiert.
Die dissoziierten Gase lagern sich dann auf dem Substrat ab, das auf eine niedrigere Temperatur (673 bis 1373 K) vorgewärmt ist.
Der Abstand zwischen dem Filament und dem Substrat ist von entscheidender Bedeutung und wird in der Regel zwischen 2-8 mm gehalten, um den Abscheidungsprozess zu optimieren.
4. Vorteile und Nachteile
Das HFCVD-Verfahren eignet sich besonders für die Herstellung großer mikro- und nanokristalliner CVD-Diamantscheiben.
Dies ist ein bedeutender Vorteil gegenüber anderen Verfahren wie der Mikrowellen-CVD (MPCVD) und der Lichtbogenmethode (DCCVD), die in der Größe der Wafer, die sie herstellen können, begrenzt sind.
Ein großer Nachteil der HFCVD ist jedoch die mechanische Beeinträchtigung des Filaments durch die Bildung von Metallkarbiden und die anschließende Quellung, Biegung, Rissbildung und Sprödigkeit.
5. Anwendungen
Trotz ihrer Nachteile ist die HFCVD sowohl in der Forschung als auch bei kommerziellen Anwendungen nach wie vor eine wichtige Technologie.
Sie wird insbesondere bei der Herstellung von Diamantschichten für High-Tech-Bereiche wie Elektronik, Elektrochemie und chemische Industrie eingesetzt.
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