Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Verfahren, bei dem gasförmige Vorläufermoleküle kontrolliert auf einer erhitzten Substratoberfläche reagieren, um einen dünnen Film oder eine Beschichtung abzuscheiden. Diese Methode ermöglicht die Herstellung hochwertiger Materialien mit gewünschten Eigenschaften wie Reinheit, Härte und Widerstandsfähigkeit gegen Beschädigungen.
Die 6 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Transport der reaktionsfähigen Gase an die Oberfläche
Die gasförmigen Vorläufermoleküle, die bei der CVD verwendet werden, werden an die Oberfläche eines erhitzten Substrats oder Materials transportiert. Dieser Transport kann durch ein Trägergas oder durch Diffusion erfolgen.
2. Adsorption der Spezies an der Oberfläche
Die Vorläufermoleküle adsorbieren an der Oberfläche des Substrats. Diese Adsorption erfolgt aufgrund der Anziehungskräfte zwischen den Vorläufermolekülen und der Substratoberfläche.
3. Heterogene, oberflächenkatalysierte Reaktionen
Sobald die Vorläufermoleküle adsorbiert sind, laufen auf der Substratoberfläche chemische Reaktionen ab. Diese Reaktionen können durch das Substrat selbst oder durch eine Katalysatorbeschichtung auf der Substratoberfläche katalysiert werden.
4. Oberflächendiffusion der Spezies zu den Wachstumsstellen
Die Reaktionsprodukte oder Zwischenprodukte, die auf der Oberfläche gebildet werden, können durch die Substratoberfläche diffundieren, um Wachstumsstellen zu erreichen. Diese Wachstumsstellen sind in der Regel Bereiche mit höherer Energie oder Reaktivität auf der Oberfläche.
5. Keimbildung und Wachstum des Films
An den Wachstumsstellen bilden die Reaktionsprodukte oder Zwischenprodukte Keime, die als Ausgangspunkt für das Wachstum des gewünschten Films dienen. Der Film wächst dann weiter, wenn weitere Vorläufermoleküle reagieren und sich auf der Substratoberfläche ablagern.
6. Desorption der gasförmigen Reaktionsprodukte und Abtransport der Reaktionsprodukte von der Oberfläche
Während des Abscheidungsprozesses werden gasförmige Reaktionsprodukte sowie nicht umgesetzte Vorläufermoleküle von der Substratoberfläche desorbiert. Diese Reaktionsprodukte werden dann von der Oberfläche abtransportiert, in der Regel durch den Einsatz eines Trägergases oder eines Vakuumsystems.
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