Grundsätzlich lässt sich die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) in zwei Typen unterteilen: Zum einen die Abscheidung eines einzelnen Produkts auf einem Substrat mittels Gasphasenepitaxie (einkristalline Schicht), die als CVD im engeren Sinne bezeichnet wird; zum anderen die Abscheidung dünner Schichten auf dem Substrat, einschließlich Mehrkomponenten- und amorpher Schichten. Je nach verwendetem Quellgas unterscheidet man zwischen Halogentransport-CVD und metallorganischer chemischer Gasphasenabscheidung (MOCVD). Erstere nutzt Halogenide als Gasquelle, letztere metallorganische Verbindungen. Bezüglich des Drucks in der Reaktionskammer lassen sich drei Haupttypen unterscheiden: Atmosphärendruck-CVD (APCVD), Niederdruck-CVD (LPCVD) und Ultrahochvakuum-CVD (UHV/CVD). CVD kann auch als energieverstärktes Zusatzverfahren eingesetzt werden. Gängige Beispiele hierfür sind plasmaverstärkte CVD (PECVD) und lichtverstärkte CVD (PCVD). CVD ist im Wesentlichen ein Gasphasenabscheidungsverfahren.
Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Filmbildungsverfahren, bei dem eine gasförmige Substanz bei hoher Temperatur chemisch reagiert und ein Feststoff entsteht, der auf einem Substrat abgeschieden wird. Konkret werden flüchtige Metallhalogenide oder metallorganische Verbindungen mit einem Trägergas wie H₂, Ar oder N₂ vermischt und anschließend gleichmäßig in eine Reaktionskammer auf ein erhitztes Substrat transportiert, um dort durch eine chemische Reaktion einen dünnen Film zu bilden. Unabhängig vom CVD-Verfahren müssen für eine erfolgreiche Abscheidung folgende Grundbedingungen erfüllt sein: Erstens müssen die Reaktanten bei der Abscheidungstemperatur einen ausreichend hohen Dampfdruck aufweisen. Zweitens muss das Reaktionsprodukt neben dem gewünschten Feststoff auch gasförmig sein. Drittens muss der Dampfdruck des Abscheidungsmaterials selbst ausreichend niedrig sein, um den Abscheidungsprozess auf dem erhitzten Substrat zu gewährleisten. Viertens muss das Substratmaterial gleichmäßig in die Reaktionskammer transportiert werden und durch die chemische Reaktion einen dünnen Film bilden. Und schließlich muss auch der Dampfdruck des Substratmaterials selbst bei der Abscheidungstemperatur ausreichend niedrig sein.
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Veröffentlichungsdatum: 04. Mai 2024