Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist eine Beschichtungstechnologie, die gasförmige Ausgangsstoffe durch chemische Reaktionen in feste Materialien umwandelt und diese auf der Substratoberfläche abscheidet. Das Grundprinzip der CVD besteht darin, durch chemische Reaktionen wie Pyrolyse, Reduktion und Oxidation einen dünnen Film auf der Substratoberfläche zu erzeugen. Die CVD-Technologie bietet die Vorteile einer breiten Materialauswahl, einer hohen Filmqualität und eines flexiblen Prozesses.
Die Entwicklung der CVD-Technologie begann im frühen 20. Jahrhundert, ihre industrielle Anwendung konzentrierte sich jedoch hauptsächlich auf die Mitte bis Ende des 20. Jahrhunderts. Mit der Entwicklung der Halbleiterindustrie fand die CVD-Technologie breite Anwendung und entwickelte sich rasch weiter.
Es gibt viele Methoden der chemischen Gasphasenabscheidung, wie etwa chemische Gasphasenabscheidung bei Atmosphärendruck (APCVD), chemische Gasphasenabscheidung bei niedrigem Druck (LPCVD), chemische Gasphasenabscheidung im Ultrahochvakuum (UHVCVD), chemische Gasphasenabscheidung mit Laser (LCVD), metallorganische chemische Gasphasenabscheidung (MOCVD), plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (PECVD) usw.
Die Entwicklung der chemischen Gasphasenabscheidung ist untrennbar mit ihren eigenen Merkmalen verbunden, die wie folgt lauten.
I) Es gibt viele Arten von Ablagerungen: Es können Metallfilme, nichtmetallische Filme abgeschieden werden und Filme aus Mehrkomponentenlegierungen sowie Keramik- oder Verbindungsschichten können je nach Bedarf hergestellt werden.
2) Die CVD-Reaktion wird bei atmosphärischem Druck oder niedrigem Vakuum durchgeführt, und die Beugung der Beschichtung ist gut. Sie kann komplexe Oberflächen oder tiefe und feine Löcher in Werkstücken gleichmäßig beschichten.
3) Es kann eine Dünnschichtbeschichtung mit hoher Reinheit, guter Dichte, geringer Eigenspannung und guter Kristallisation erzielt werden. Durch die gegenseitige Diffusion von Reaktionsgas, Reaktionsprodukt und Substrat kann eine Filmschicht mit guter Haftung erzielt werden, die für die Oberflächenpassivierung, Korrosionsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit sehr wichtig ist.
4) Da die Temperatur des Dünnschichtwachstums viel niedriger ist als der Schmelzpunkt des Schichtmaterials, kann eine Schicht mit hoher Reinheit und vollständiger Kristallisation erhalten werden, was für einige Halbleiterschichten erforderlich ist.
5) Durch die Anpassung der Abscheidungsparameter können die chemische Zusammensetzung, Morphologie, Kristallstruktur und Korngröße der Beschichtung effektiv gesteuert werden.
6) Die Ausrüstung ist einfach und leicht zu bedienen und zu warten.
7) Die Reaktionstemperatur ist zu hoch (im Allgemeinen 850–1100 °C), und viele Substratmaterialien halten der hohen CVD-Temperatur nicht stand. Plasma- oder laserunterstützte Technologie kann zur Senkung der Abscheidungstemperatur eingesetzt werden.
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