Die plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) ist ein hochentwickeltes Verfahren zur Abscheidung einer Vielzahl von Materialien.
Welche Materialien werden bei PECVD verwendet? - Die 5 wichtigsten Materialien werden erklärt
1. Materialien auf Kohlenstoffbasis
PECVD wird üblicherweise zur Abscheidung von Kohlenstoff in Form von Diamant und diamantähnlichen Kohlenstoffschichten (DLC) verwendet.
Diese Materialien werden wegen ihrer Härte und ihrer elektrischen Eigenschaften geschätzt.
Sie sind in Anwendungen wie verschleißfesten Beschichtungen und elektronischen Geräten unverzichtbar.
2. Metalle
Mit PECVD können auch verschiedene Metalle abgeschieden werden.
Bei diesem Verfahren werden metallhaltige Vorläufergase verwendet, die im Plasma ionisiert werden, um dünne Metallschichten zu bilden.
Diese Schichten sind für die Mikroelektronik und optische Beschichtungen von entscheidender Bedeutung.
3. Oxide
PECVD wird in großem Umfang für die Abscheidung von Oxidschichten, insbesondere Siliziumdioxid, verwendet.
Diese Schichten sind bei der Halbleiterherstellung für Isolier- und Passivierungsschichten unerlässlich.
Bei diesem Verfahren werden in der Regel Silan (SiH4) und Sauerstoff (O2) oder Distickstoffoxid (N2O) als Vorläufergase verwendet.
4. Nitride
Siliziumnitrid ist ein weiteres gängiges Material, das durch PECVD abgeschieden wird.
Es wird wegen seiner hervorragenden elektrischen Isolationseigenschaften und seiner Fähigkeit, als Barriere gegen Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen zu wirken, verwendet.
Bei der Abscheidung werden Gase wie Silan (SiH4) und Ammoniak (NH3) oder Stickstoff (N2) verwendet.
5. Boride
Boridschichten sind zwar weniger verbreitet, können aber auch durch PECVD abgeschieden werden.
Diese Materialien werden wegen ihrer hohen Härte und thermischen Stabilität geschätzt.
Sie eignen sich für Anwendungen in verschleißfesten Beschichtungen und in der Hochtemperaturelektronik.
Abscheidungsprozess
Bei der PECVD wird ein Vorläufergasgemisch in einen Reaktor eingeleitet.
Zur Erzeugung des Plasmas wird Hochfrequenzenergie (RF) bei 13,56 MHz verwendet.
Dieses Plasma enthält reaktive und energiereiche Stoffe, die durch Zusammenstöße innerhalb des Gases entstehen.
Diese reaktiven Spezies diffundieren dann auf die Substratoberfläche, wo sie adsorbieren und reagieren, um einen dünnen Film zu bilden.
Durch den Einsatz von Plasma können diese Reaktionen bei niedrigeren Temperaturen ablaufen als bei der herkömmlichen CVD, was für die Unversehrtheit temperaturempfindlicher Substrate entscheidend ist.
Anforderungen an die Ausgangsstoffe
Die bei der PECVD verwendeten Ausgangsstoffe müssen flüchtig sein, dürfen keine Verunreinigungen in den abgeschiedenen Schichten hinterlassen und müssen die gewünschten Schichteigenschaften wie Gleichmäßigkeit, elektrischen Widerstand und Rauheit aufweisen.
Außerdem sollten alle Nebenprodukte der Oberflächenreaktion flüchtig und unter Vakuumbedingungen leicht zu entfernen sein.
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