Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein vielseitiges Verfahren, das in verschiedenen Industriezweigen eingesetzt wird, u. a. bei der Halbleiterherstellung und beim Diamantenwachstum.
Der Druck, bei dem die CVD durchgeführt wird, kann je nach der angewandten Methode erheblich variieren.
Das Verständnis dieser Unterschiede ist entscheidend, um optimale Ergebnisse bei der Materialsynthese zu erzielen.
Wie hoch ist der Druck bei der chemischen Gasphasenabscheidung? (Erklärung der 4 wichtigsten Methoden)
1. CVD-Diamantenwachstum
Das CVD-Diamantwachstum erfolgt in der Regel unter niedrigem Druck.
Dieser Druckbereich liegt normalerweise zwischen 1-27 kPa (0,145-3,926 psi; 7,5-203 Torr).
In dieser Niederdruckumgebung werden Gase in eine Kammer geleitet und mit Energie versorgt, um das Diamantwachstum auf dem Substrat zu erleichtern.
2. Chemische Niederdruck-Gasphasenabscheidung (LPCVD)
LPCVD wird bei Drücken von 0,1-10 Torr und Temperaturen von 200-800°C durchgeführt.
Bei dieser Methode werden die Reaktanten mit Hilfe eines speziellen Precursor-Zuführungssystems in die Kammer gegeben.
Die Kammerwände und der Duschkopf werden gekühlt, während das Substrat erhitzt wird, was heterogene Oberflächenreaktionen fördert.
Sobald die Reaktion abgeschlossen ist, werden die Nebenprodukte mit Hilfe von Vakuumpumpen entfernt.
3. Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD)
Bei der PECVD wird die für den Abscheidungsprozess erforderliche Energie durch ein Plasma bereitgestellt.
Es wird bei einem Druck von 2-10 Torr und relativ niedrigen Temperaturen von 200-400°C durchgeführt.
Mit Hilfe elektrischer Energie wird ein neutrales Gasplasma erzeugt, das die für die Abscheidung erforderlichen chemischen Reaktionen ermöglicht.
4. High-Density Plasma CVD (HDP CVD) und Sub-Atmospheric Chemical Vapor Deposition (SACVD)
Bei HDP CVD wird ein Plasma mit höherer Dichte verwendet, das eine Abscheidung bei niedrigeren Temperaturen (zwischen 80 und 150 °C) in der Kammer ermöglicht.
SACVD hingegen findet unterhalb des normalen Raumdrucks statt und nutzt Ozon (O3) als Katalysator für die Reaktion.
Der Druck bei SACVD liegt zwischen 13.300 und 80.000 Pa, mit einer hohen Abscheidungsrate, die sich mit steigender Temperatur bis etwa 490 °C verbessert.
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