Beschichtungsverfahren CVD und PVD

CVD (Chemical Vapour Deposition) und PVD (Physical Vapour Deposition) sind Beschichtungsverfahren, die gerne bei der Oberflächenbehandlung von Werkzeugen und Formen eingesetzt werden.

CVD – Funktionsweise

Die Chemical Vapour Deposition (CVD), auf Deutsch chemische Gasphasenabscheidung, ist ein Beschichtungsverfahren, aus dem dickere Schichten hervorgehen und bei dem vergleichsweise hoher Druck und eine hohe Temperatur herrschen. Die wichtigste Anwendung von CVD ist die Waferbeschichtung.

Bei der CVD erhitzt man ein Substrat, an dessen Oberfläche aufgrund einer chemischen Reaktion eine Feststoffkomponente aus der Gasphase abgeschieden wird. Um bei einer bestimmten Reaktionstemperatur die feste Schicht abscheiden zu können, müssen flüchtige Verbindungen der Schichtkomponenten vorhanden sein.

Im Unterschied zu physikalischen Verfahren lassen sich mit der chemischen Gasphasenabscheidung auch komplex dreidimensional geformte Oberflächen, wie beispielsweise feinste Vertiefungen in Wafern, beschichten.

Anwendungsgebiete der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD)

• Elektronikindustrie (Chipherstellung)
• Veredelung von Glas (z. B. Wärmeschutzschichten auf Architekturglas oder Schutz vor mechanischen Stoßbelastungen in Abfüllanlagen)
• optische Schichten auf Glas und Kunststoff
• gasdichte Barriereschichten
• synthetische Diamantschichten auf Werkzeugen

PVD – Funktionsweise

PVD basiert auf physikalischer Gasphasenabscheidung (Physical Vapour Deposition). Dabei handelt es sich um vakuumbasierte Beschichtungsverfahren bzw. Dünnschicht-Technologien. Im Gegensatz zum CVD-Verfahren bildet sich hier die Schicht direkt durch Kondensation eines Materialdampfes des Ausgangsmaterials.

Bei der physikalischen Gasphasenabscheidung herrscht sehr niedriger Druck (Hochvakuum) und vergleichsweise niedrige Temperaturen, typischerweise entstehen dabei sehr dünne Beschichtungen.

PVD-Verfahren sind gekennzeichnet durch:

• Gas-(Dampf-)Erzeugung der schichtbildenden Teilchen
• der Dampf wird zum Substrat transportiert
• und kondensiert auf diesem, wodurch es zur Schichtbildung kommt

Anwendungsgebiete der physikalischen Gasphasenabscheidung (PVD)

• Industrie, vor allem im Bereich der spanenden Bearbeitung
• Mikroelektronik
• Chipherstellung
• Werkzeuge
• Schmuck
• Glasbeschichtung (Architekturgläser, Displays …)
• Lebensmittelindustrie
• Unterhaltungselektronik (Festplatten, CDs, DVDs)

Hochvakuum erforderlich

Die physikalische Gasphasenabscheidung funktioniert nur im Hochvakuum, weil bei der Herstellung von Mikrochips, CDs und DVDs eine extrem saubere Umgebung unabdingbar ist. Schon kleinste Partikel stellen ein großes Problem dar.

Deshalb ist das Belüften einer Hochvakuumkammer immer eine große Herausforderung. Es ist wichtig, sie langsam und kontrolliert zu belüften, da durch zu schnelles Belüften Turbulenzen entstehen, die Partikel in der Kammer aufwirbeln.

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