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Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) (PVD)

Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) (PVD)

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Der Prozess der Umwandlung eines Gases in einen Feststoff unter Verwendung chemischer Dämpfe ist als chemische Gasphasenabscheidung (CVD) bekannt. Dieses Verfahren verwendet einen gasförmigen Vorläufer, um Schichten aufzubauen, die die gewünschten optischen, elektrischen, mechanischen und korrosionsbeständigen Eigenschaften aufweisen. Diese Technologie kann verwendet werden, um Verbundmaterialfilme herzustellen oder einen Stoff zu infiltrieren. Der gesamte Prozess wird in einer Vakuumkammer durchgeführt, und es finden keine chemischen Reaktionen statt.

Reaktoren für die chemische Gasphasenabscheidung sind normalerweise so ausgelegt, dass sie die Filmparameter genau steuern. CVD-Systeme können in drei Typen unterteilt werden: Atmosphärendruck, Niederdruck und Ultrahochvakuum. Jeder Typ hat unterschiedliche physikalische Eigenschaften und kann entweder als Heißwand- oder Kaltwandsystem klassifiziert werden. Letzteres verwendet ein erhitztes Substrat für die Abscheidung der chemischen Schicht. Es gibt auch zwei Typen von CVD-Reaktoren: einen für Hochdruck-CVD und einen für Niederdruckabscheidung.

Zunehmende Anwendungen für die Technologie haben zu einer Vielzahl neuer Anwendungen geführt. Das schnelle Wachstum in der Mikroelektronikindustrie hat das Wachstum des Marktes angeheizt. Medizinische Geräte waren 2016 das am schnellsten wachsende Anwendungssegment, und es wird erwartet, dass dies auch in den nächsten Jahren mit einer CAGR von mehr als 11 Prozent der Fall sein wird. Datenspeichergeräte sind dank der zunehmenden Popularität elektronischer Geräte ebenfalls zu einem Hauptanwendungsbereich geworden.

Unterdruck-CVD ist ein weiteres übliches Verfahren. Hier findet eine chemische Reaktion bei einem niedrigeren Druck als dem normalen Raumdruck statt. Ozon wird dem Gasstrom zugesetzt, um die Reaktion zu katalysieren. Die Abscheidungsrate ist bei diesem Verfahren hoch, nimmt aber mit steigender Temperatur ab. Es wird für Niedertemperaturanwendungen empfohlen, da es zur Abscheidung dünner Schichten verschiedener Materialien verwendet werden kann. Dann wird der Film auf dem Substrat gebildet.

Bei vielen Anwendungen ist die chemische Gasphasenabscheidung ein schnelles, effizientes und flexibles Verfahren. Die resultierenden Filme sind Mikrometer oder Nanometer dick und werden üblicherweise auf eine Vielzahl von Materialien aufgebracht. Beispielsweise kann ein dünner Film verwendet werden, um einen Sensor zu beschichten, wodurch er als Kontaktlinse fungieren kann. Das Material wird dann verwendet, um ein Gerät zu erstellen. Dieser Prozess ist als chemische Gasphasenabscheidung bekannt.

Dieser Prozess ist die am schnellsten wachsende Kategorie in der Branche. Es kombiniert mehrere Technologien wie Heißdrahtbedampfung und Vakuum. Bis 2025 wird das größte Anwendungsgebiet die Mikroelektronik sein. Die durch chemische Gasphasenabscheidung erzeugten Beschichtungen sind sehr langlebig und leitfähig. Sie sind ideal für Halbleiteranwendungen. Darüber hinaus ist die Laserdampfabscheidung eine schnelle, vielseitige und kostengünstige Methode zur Herstellung von Komponenten.

Ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren kann in diskrete Schritte zerlegt werden. Im ersten Schritt werden die Vorläuferchemikalien dem CVD-Reaktor zugeführt. Diese Moleküle wandern dann zur Oberfläche des Substrats, wo sie mit dem Substrat reagieren. Nach der Reaktion wird dann das Produktdünnfilmatom auf der Oberfläche des Substrats abgeschieden. Die Filmdicke hängt von der Temperatur ab, wobei höhere Temperaturen zu dickeren Filmen führen.

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cd