Die Methoden der Dünnschichtabscheidung lassen sich grob in chemische und physikalische Methoden einteilen.
Bei den chemischen Verfahren werden die Materialien durch chemische Reaktionen an der Oberfläche abgeschieden.
Physikalische Verfahren nutzen mechanische oder thermische Prozesse, um Quellen für die Schichten zu schaffen.
Chemische Abscheidungsmethoden
1. Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Hierbei handelt es sich um eine weit verbreitete Methode, bei der gasförmige Ausgangsstoffe reagieren oder sich zersetzen, um eine Schicht abzuscheiden.
Sie ist nicht auf die Abscheidung in Sichtrichtung beschränkt und eignet sich daher für komplexe Geometrien.
2. Plasmaunterstützte CVD (PECVD)
Ähnlich wie CVD, jedoch wird ein Plasma verwendet, um die chemischen Reaktionsraten zu erhöhen, was niedrigere Abscheidungstemperaturen ermöglicht.
3. Atomlagenabscheidung (ALD)
Ein Präzisions-CVD-Verfahren, das die Abscheidung von Schichten auf atomarer Ebene ermöglicht und eine hervorragende Gleichmäßigkeit und Konformität gewährleistet.
4. Galvanische Beschichtung, Sol-Gel, Tauchbeschichtung, Spin-Coating
Bei diesen Verfahren werden Vorläuferflüssigkeiten oder Lösungen verwendet, die auf dem Substrat reagieren und dünne Schichten bilden.
Sie eignen sich besonders für die Herstellung gleichmäßiger Schichten auf Substraten unterschiedlicher Größe.
Physikalische Abscheidungsmethoden
1. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD)
Diese Kategorie wird weiter unterteilt in Aufdampf- und Sputterverfahren.
Verdampfung
Materialien werden aus einer Quelle in einer Vakuumumgebung verdampft und dann auf dem Substrat kondensiert.
Ein gängiges Beispiel für diese Methode ist die thermische Verdampfung, die häufig durch Technologien wie die E-Beam-Deposition verstärkt wird.
Sputtern
Bei diesem Verfahren wird das Zielmaterial durch den Beschuss mit Ionen ausgestoßen, die sich dann auf dem Substrat ablagern.
Dieses Verfahren ist dafür bekannt, dass es eine breite Palette von Materialien abscheiden und qualitativ hochwertige Schichten erzeugen kann.
Die Wahl der richtigen Methode
Jede Methode hat ihre eigenen Vor- und Nachteile.
Die Wahl des Verfahrens hängt von den spezifischen Anforderungen der Anwendung ab, z. B. von der Art und Größe des Substrats, der gewünschten Dicke und Oberflächenrauhigkeit der Schicht und dem Produktionsumfang.
ALD ist beispielsweise ideal für Anwendungen, die eine präzise Kontrolle auf atomarer Ebene erfordern.
PVD-Verfahren wie das Sputtern werden wegen ihrer Vielseitigkeit und ihrer Fähigkeit zur Herstellung hochwertiger Schichten bevorzugt.
CVD- und PECVD-Verfahren werden bevorzugt, wenn komplexe Geometrien beschichtet werden müssen und das Verfahren nicht durch Sichtlinienbeschränkungen eingeschränkt ist.
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