Was ist chemische Gasphasenabscheidung?
Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein chemischer Prozess, bei dem mithilfe einer Kammer aus reaktivem Gas hochreine Hochleistungsfeststoffe wie z. B. elektronische Bauteile synthetisiert werden. Bestimmte Komponenten von integrierten Schaltkreisen erfordern Elektronik aus den Materialien Polysilizium, Siliziumdioxid und Siliziumnitrid. Ein Beispiel für einen chemischen Gasphasenabscheidungsprozess ist die Synthese von polykristallinem Silizium aus Silan (SiH 4 ) unter Verwendung dieser Reaktion:
SiH 4 → Si + 2H 2
Bei der Silanreaktion wäre das Medium entweder reines Silangas oder Silan mit 70-80% Stickstoff. Bei einer Temperatur zwischen 600 und 650 ° C und einem Druck zwischen 25 und 150 Pa - weniger als ein Tausendstel einer Atmosphäre - kann reines Silizium mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 20 nm pro Minute abgeschieden werden. Perfekt für viele Leiterplattenbauteile, deren Dicke in Mikrometern gemessen wird. Im Allgemeinen sind die Temperaturen in einer chemischen Dampfabscheidungsmaschine hoch, während die Drücke sehr niedrig sind. Die niedrigsten Drücke unter 10 –6 Pascal werden Ultrahochvakuum genannt. Dies unterscheidet sich von der Verwendung des Begriffs "Ultrahochvakuum" in anderen Bereichen, in denen er sich stattdessen üblicherweise auf einen Druck unter 10 –7 Pascal bezieht.
Einige Produkte der chemischen Gasphasenabscheidung umfassen Silicium, Kohlenstofffasern, Kohlenstoffnanofasern, Filamente, Kohlenstoffnanoröhren, Siliciumdioxid, Siliciumgermanium, Wolfram, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid, Siliciumoxynitrid, Titannitrid und Diamant. Massenproduzierende Materialien mit chemischer Gasphasenabscheidung können aufgrund der Leistungsanforderungen des Prozesses sehr teuer werden, was teilweise zu den extrem hohen Kosten (Hunderte von Millionen Dollar) von Halbleiterfabriken führt. Chemische Gasphasenabscheidungsreaktionen hinterlassen oft Nebenprodukte, die durch einen kontinuierlichen Gasstrom entfernt werden müssen.
Es gibt mehrere Hauptklassifizierungsschemata für chemische Gasphasenabscheidungsprozesse. Diese umfassen die Klassifizierung nach Druck (Atmosphärendruck, Niederdruck oder Ultrahochvakuum), Eigenschaften des Dampfes (Aerosol- oder direkte Flüssigkeitseinspritzung) oder Plasmaverarbeitungsart (plasmaunterstützte Mikrowellenabscheidung, plasmaunterstützte Abscheidung, Plasmafernabscheidung). verbesserte Abscheidung).