Wir bieten und liefern standard- und kundenspezifische Anlagen für die thermisch induzierte Chemische Gasphasenabscheidung & Infiltration (CVD & CVI) im Pilot- und Produktionsmaßstab.
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) & Chemische Gasphaseninfiltration (CVI)
Chemische Gasphasenabscheidung (CVD)
Thermisch induzierte Chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein Verfahren zur Beschichtung von Materialien, das in der Halbleiter-, Optoelektronik-, Keramik- und Metallurgie-Industrie weit verbreitet ist. Das Verfahren beruht auf der chemischen Reaktion von gasförmigen Vorläuferverbindungen, die in einem Reaktionsraum eingesetzt werden, um eine feste Schicht auf einer Oberfläche abzuscheiden.
Typischerweise wird das Substrat in eine hochtemperaturisolierte Vakuumkammer platziert, die mit einem Trägergas auf eine bestimmte Temperatur und einen bestimmten Absolutdruck eingestellt ist. Dann werden die gasförmigen Vorläuferverbindungen in die Kammer eingebracht, wo sie mit dem Substrat reagieren und eine dünne Schicht auf der Oberfläche des Substrats bilden. Die Dicke der abgeschiedenen Schicht kann durch die Dauer des Abscheidungsprozesses kontrolliert werden.
Beim CVD-Siliciumcarbidverfahren (CVD SiC) wird zersetztes Methyltrichlorolsilan (MTS) mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur und reduziertem Druck auf einer Substratoberfläche kombiniert, um eine kontrollierte Abscheidung von reinem, theoretisch dichtem Siliciumcarbid zu erreichen.
CVD hat viele Vorteile gegenüber anderen Beschichtungsverfahren, darunter die Möglichkeit, Schichten mit hoher Reinheit und präziser Dicke herzustellen, sowie die Möglichkeit, komplexe Materialien mit unterschiedlichen chemischen Eigenschaften abzuscheiden.
Ein Nachteil von CVD ist jedoch, dass es sehr aufwändig sein kann, die Bedingungen für die Reaktion und den Druck in der Kammer in engen Grenzen zu kontrollieren und zu überwachen, um eine gleichmäßige und kontrollierte Schichtbildung sicherzustellen. Darüber hinaus können einige der verwendeten Vorläuferverbindungen giftig oder entflammbar sein, was besondere Vorsichtsmaßnahmen und eine passende Abgasbehandlung erfordert.
CVD Edukte & Produkte:
- SiC: CH3SiCl3 → SiC + 3HCl
- Si3N4: 3SiCl4 + 4NH3 → Si3N4 + 12HCl
- BN: BCl3 + NH3 → BN + 3HCl
- AlN: AlCl3 + NH3 → AlN + 3HCl
Chemische Gasphaseninfiltration (CVI)
Chemische Gasphaseninfiltration (CVI) ist ein Verfahren zur Herstellung von Keramik- oder Kohlenstoffkompositen (CMCs), bei dem chemische Verbindungen in der Gasphase unter kontrollierten Bedingungen in eine poröse Vorform (ein poröses Substrat) infiltriert werden, um es zu verstärken und/oder zu modifizieren.
Das Verfahren besteht aus mehreren Schritten. Zunächst wird die Vorform aus porösem Material wie z.B. Kohlenstofffasern oder keramischen Fasern hergestellt. Diese Vorform wird dann in die Reaktionskammer gelegt, in der ein Gasgemisch aus einer oder mehreren chemischen Verbindungen zirkuliert. Die chemischen Verbindungen reagieren miteinander und bilden eine Ausgangsverbindung, die sich auf der Oberfläche der Vorlage abscheidet und in die Poren eindringt.
Durch die kontrollierte Zufuhr von Gasen und die präzise Steuerung von Temperatur und Druck können die Eigenschaften des Endprodukts genau eingestellt werden. CVI ermöglicht es, Materialien mit sehr hoher Dichte und Festigkeit herzustellen, die in der Lage sind, extremen Bedingungen standzuhalten. Die Methode wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Hochtemperaturtechnologie, Biomedizin, Halbleiter- und Automobilindustrie.
