Die physikalische Abscheidung, insbesondere die physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), ist ein Verfahren, bei dem ein Material aus seinem festen Zustand in einen Dampf umgewandelt wird.
Dieser Dampf wird dann auf ein Substrat abgeschieden, um eine dünne Schicht zu bilden.
PVD ist weit verbreitet, da es eine hohe Genauigkeit und Gleichmäßigkeit bietet.
Es umfasst verschiedene Techniken wie Sputtern, thermische Verdampfung und Elektronenstrahlverdampfung.
Die 4 wichtigsten Schritte werden erklärt
1. Verdampfung des Materials
Der erste Schritt beim PVD-Verfahren ist die Verdampfung des festen Materials.
Dies kann durch verschiedene Methoden geschehen:
- Sputtern: Hierbei wird ein Zielmaterial mit hochenergetischen Teilchen beschossen, wodurch Atome herausgeschleudert werden und sich auf dem Substrat ablagern.
- Thermische Verdampfung: Das Material wird mit Hilfe von Wärme verdampft und kondensiert dann auf dem kühleren Substrat.
- Elektronenstrahlverdampfung: Mit einem Elektronenstrahl wird das Material bis zu seinem Verdampfungspunkt erhitzt.
2. Transport des Dampfes
Sobald das Material verdampft ist, wandert es durch die Vakuumkammer und erreicht das Substrat.
Während dieses Transports können die Atome oder Moleküle mit Restgasen in der Kammer reagieren, was die endgültigen Eigenschaften der abgeschiedenen Schicht beeinflussen kann.
3. Abscheidung auf dem Substrat
Das verdampfte Material kondensiert auf dem Substrat und bildet einen dünnen Film.
Die Eigenschaften dieser Schicht, wie z. B. ihre optischen, elektrischen und mechanischen Eigenschaften, können sich erheblich von denen des Grundmaterials unterscheiden.
Dies ist besonders wichtig bei Anwendungen wie im medizinischen Bereich, wo eine genaue Kontrolle der Filmeigenschaften entscheidend ist.
4. Kontrolle und Variabilität
Die Dicke und Gleichmäßigkeit der abgeschiedenen Schicht lässt sich durch die Einstellung von Parametern wie Temperatur, Druck und Dauer des Abscheidungsprozesses genau steuern.
Dies ermöglicht die Herstellung von Schichten, die auf bestimmte Anwendungen zugeschnitten sind, von Beschichtungen auf medizinischen Geräten bis hin zu Schichten in elektronischen Komponenten.
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