Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Verfahren zur Abscheidung dünner Schichten oder Beschichtungen auf einem Substrat durch die chemische Reaktion gasförmiger Ausgangsstoffe.
Das Prinzip der CVD umfasst drei Hauptschritte: Verdampfung einer flüchtigen Verbindung, thermische Zersetzung oder chemische Reaktion des Dampfes auf dem Substrat und Abscheidung der nichtflüchtigen Reaktionsprodukte.
Dieses Verfahren erfordert in der Regel hohe Temperaturen und bestimmte Druckbereiche, um die Reaktionen zu erleichtern und eine gleichmäßige Beschichtung zu gewährleisten.
Was ist das Prinzip der chemischen Gasphasenabscheidung? (Die 3 wichtigsten Schritte werden erklärt)
1. Verdampfung einer flüchtigen Verbindung
Im ersten Schritt wird eine flüchtige Vorstufe verdampft, bei der es sich um eine Verbindung des abzuscheidenden Stoffes handelt.
Bei dieser Vorstufe handelt es sich in der Regel um ein Halogenid oder Hydrid, das je nach dem gewünschten Material, das auf dem Substrat abgeschieden werden soll, ausgewählt wird.
Durch den Verdampfungsprozess wird die Vorstufe für die nachfolgenden Reaktionen vorbereitet.
2. Thermische Zersetzung oder chemische Reaktion
Sobald der Vorläufer in gasförmigem Zustand vorliegt, wird er in eine Reaktionskammer eingeleitet, wo er hohen Temperaturen (oft um 1000 °C) ausgesetzt wird.
Bei diesen Temperaturen kommt es zu einer thermischen Zersetzung des Vorläufers oder zu einer Reaktion mit anderen in der Kammer vorhandenen Gasen.
Durch diese Reaktion wird das Ausgangsmaterial in Atome und Moleküle zerlegt, die für die Abscheidung bereit sind.
3. Abscheidung von nichtflüchtigen Reaktionsprodukten
Die aus der Zersetzung oder Reaktion resultierenden Atome und Moleküle lagern sich dann auf dem erhitzten Substrat ab.
Diese Ablagerung bildet einen dünnen Film oder eine Schicht, die sich mit der Zeit gleichmäßig aufbaut.
Die nichtflüchtigen Produkte der Reaktion haften am Substrat, während nicht umgesetzte Vorstufen und Nebenprodukte aus der Kammer entfernt werden.
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