CVD-Beschichtung (Chemical Vapor Deposition) ist ein Verfahren, bei dem eine dünne Materialschicht auf ein Substrat aufgebracht wird.
Der Temperaturbereich für CVD-Beschichtungen liegt normalerweise zwischen 600 und 1100 °C.
Standard-CVD-Verfahren werden häufig bei 600 bis 800 °C durchgeführt.
Diese hohe Temperatur ist für die Zersetzung der gasförmigen Bestandteile, die das Beschichtungselement enthalten, erforderlich.
Diese gasförmigen Stoffe werden dann auf dem Substrat abgeschieden.
Diese Temperaturen können jedoch zu thermischen Effekten im Substratmaterial führen.
So werden beispielsweise Stähle in die Austenitphase erhitzt.
Dies macht eine Wärmebehandlung nach der Beschichtung erforderlich, um die Substrateigenschaften zu optimieren.
5 Wichtige Einsichten
1. Standard CVD-Temperaturbereich
Der Standardtemperaturbereich für CVD-Beschichtungen liegt zwischen 600°C und 800°C.
2. PECVD-Betrieb bei niedrigeren Temperaturen
PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) arbeitet in einem niedrigeren Temperaturbereich, von Raumtemperatur bis 350°C.
Dadurch wird das Risiko einer Beschädigung des Bauteils oder des Substrats verringert.
Außerdem werden die Spannungen zwischen Dünnfilmschichten mit unterschiedlichen Wärmeausdehnungskoeffizienten minimiert.
3. Thermische CVD-Beschichtungen
Thermische CVD-Beschichtungen werden in der Regel auf Substrate wie Werkzeugstähle oder Hartmetall aufgebracht.
Diese Substrate können hohen Prozesstemperaturen von 800 bis 1000°C standhalten.
4. PVD- und PACVD-Beschichtungen
PVD- (Physical Vapor Deposition) und PACVD- (Plasma-Assisted Chemical Vapor Deposition) Beschichtungen werden bei niedrigeren Temperaturen abgeschieden.
Diese Verfahren weisen nicht die Einschränkungen der Hochtemperatur-CVD auf und werden häufig für die Herstellung verschleißfester Schichten auf technischen Bauteilen bevorzugt.
5. Herausforderungen und Entwicklungen bei der CVD
Trotz der Herausforderungen, die mit den hohen Temperaturen bei der CVD verbunden sind, bleibt sie für viele Anwendungen die bevorzugte Wahl.
Die Entwicklung der CVD-Technologie konzentriert sich zunehmend auf das Erreichen niedriger Temperaturen und hoher Vakuumbedingungen.
Dies trägt dazu bei, Probleme im Zusammenhang mit der Abscheidung bei hohen Temperaturen, wie z. B. die Verformung von Teilen und Veränderungen der Materialstruktur, zu verringern.
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