Gasphasenabscheidung

Gasphasenabscheidung bezeichnet Verfahren zur Abscheidung von dünnen Filmen, bei denen das abzuschichtende Material in der Gasphase erzeugt oder in gasförmiger Form zugeführt wird und anschließend auf einem Substrat kondensiert. Der Film wächst durch chemische Reaktionen oder durch physikalische Kondensation innerhalb einer Reaktionskammer. Wesentliche Merkmale sind Transport des Materials in der Gasphase, kontrollierte Reaktionsumgebungen und in der Regel niedrige bis mittlere Drücke.

Zu den bekanntesten Techniken gehören die Chemische Gasphasenabscheidung (CVD), bei der Reagenzien in Gasform eingeführt werden und durch chemische Reaktionen Feststoffe bilden; Atomic Layer Deposition (ALD), eine schrittweise, selbstbegrenzende Form der Gasphasenabscheidung, die extrem gute Dickenkontrolle und konforme Beschichtungen ermöglicht; sowie plasmaunterstützte Varianten wie PECVD, bei denen Plasma genutzt wird, um Reaktionen bei niedrigeren Temperaturen zu ermöglichen. Physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) umfasst Verfahren wie Vakuumverdampfung und Sputtering, bei denen Material in die Gasphase überführt und auf dem Substrat kondensiert wird.

Vorteile der Gasphasenabscheidung sind hohe Reinheit und Homogenität der Filme, gute Dickenkontrolle, die Fähigkeit, komplexe oder konforme Geometrien zu beschichten, sowie die Möglichkeit, dünne bis dicke Schichten mit definierten Eigenschaften herzustellen. Herausforderungen liegen in der Komplexität der Anlagen, den Kosten, dem Sicherheitsbedarf der Vorstufen und der Notwendigkeit geeigneter Substratbedingungen.

Anwendungen finden sich in der Halbleitertechnik, Optik, Schutz- und Funktionsschichten, Energiespeichern sowie in der Beschichtung von MEMS und medizinischen Bauteilen.