Die Abscheidung aus der Gasphase ist eine Technik zur Herstellung dünner Schichten auf einem Substrat durch Abscheidung von Materialien aus dem Dampfzustand. Dieses Verfahren findet in der Regel in einer Vakuum- oder kontrollierten Gasumgebung statt, die eine gleichmäßige Verteilung und Reinheit des abgeschiedenen Materials gewährleistet. Die Technik lässt sich grob in drei Haupttypen einteilen: chemische Gasphasenabscheidung (CVD), physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und Plasmabeschichtung.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD): Bei der CVD-Beschichtung wird das Substrat in eine mit gasförmigen Vorläufersubstanzen gefüllte Reaktionskammer gebracht. Diese Gase reagieren mit dem Substratmaterial und bilden die gewünschte Beschichtung. Das Verfahren umfasst drei Hauptschritte: Verdampfung einer flüchtigen Verbindung, thermische Zersetzung oder chemische Reaktion des Dampfes und Abscheidung der Reaktionsprodukte auf dem Substrat. CVD erfordert relativ hohe Temperaturen (etwa 1000 °C) und Drücke von einigen Torr bis über Atmosphärendruck.
Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD): Bei der PVD werden Materialien aus ihrem kondensierten Zustand in eine Dampfphase überführt, in der Regel durch Verfahren wie Sputtern, Verdampfen und thermische Behandlung in einer inerten Atmosphäre. Üblich sind Techniken wie die thermische Verdampfung im Vakuum und die Elektronenkanonenbeschichtung. Diese Verfahren ermöglichen die Abscheidung verschiedener Materialien, darunter Metalle, Halbleiter und Verbundwerkstoffe. Aufgrund der geringen Energie der auf die Substratoberfläche auftreffenden Ionen muss das Substrat jedoch oft auf hohe Temperaturen (250°C bis 350°C) erhitzt werden, um eine zufriedenstellende Mikrostruktur zu erzielen.
Plasma-Beschichtung: Bei dieser Methode wird das Beschichtungsgas in eine ionische Form überhitzt, die dann mit der atomaren Oberfläche des Teils reagiert, in der Regel bei erhöhtem Druck. Dieser Prozess verbessert die Reaktivität und die Abscheidungseffizienz der Materialien.
Jede dieser Techniken bietet einzigartige Vorteile und wird je nach den spezifischen Anforderungen der Anwendung ausgewählt, z. B. nach der Art des abzuscheidenden Materials, der gewünschten Dicke und Reinheit des Films und den Betriebsbedingungen.
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