Chemical Vapor Deposition

Das CVD-Verfahren (Chemische Gasphasenabscheidung) ermöglicht die Entwicklung fortschrittlicher Keramikwerkstoffe – sowohl als hochdichte Beschichtungen als auch als freitragende Monolithe mit herausragenden physikalischen Eigenschaften. Diese Technologie, die sich bereits in einer Vielzahl wichtiger Anwendungen bewährt hat, bietet erhebliches Wachstumspotenzial in zukunftsweisenden Schlüsselindustrien. Angesichts der weltweit dynamisch wachsenden Märkte ist absehbar, dass CVD-Verfahren vor einer bedeutenden globalen Expansion stehen.
 

Das CVD-Verfahren vereint mehrere wissenschaftliche und ingenieurtechnische Disziplinen. Innovation ist der Kern unserer Arbeit.

 

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Der Prozess

Die chemische Gasphasenabscheidung ist ein Verfahren zur Bildung eines nichtflüchtigen Feststofffilms auf einem Substrat durch die Reaktion gasförmiger chemischer Ausgangsstoffe im richtigen stöchiometrischen Verhältnis. Der Prozess hängt ab von:

  • Chemischen Reaktionen
  • Reaktortyp und -geometrie
  • Prozessparametern (Temperatur, Druck, Gasfluss und Zeit)
  • Transportphänomenen (Masse und Wärme)
  • Kinetik und Thermodynamik

Elementare Schritte in einem CVD-Reaktor

  • Handling der z.T. flüssigen Vorprodukte (Precursor)
  • Einbringen der reaktiven Gase in den Reaktor
  • Diffusion und Adsorption der Reaktanten auf der Oberfläche
  • Chemische Reaktion auf der Oberfläche und Bildung des Feststoffs
  • Desorption der Nebenprodukte von der Oberfläche
  • Diffusion der Nebenprodukte und unverbrauchten Reaktanten aus der Reaktionszone sowie deren Abtransport aus dem Reaktor

Jeder dieser Schritte erfordert spezialisiertes ingenieurtechnisches Fachwissen.

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chemical vapor deposition furnace in a industrial surrounding

Industrien im Fokus

Halbleiter

Die CVD-Abscheidung von SiC ist für Graphitlieferanten in der Halbleiterindustrie aus mehreren Gründen von Bedeutung:

  • Erzeugung hochreiner SiC-Beschichtungen
  • Vermeidung von Kontamination
  • Verbesserte Leistung und Langlebigkeit
  • Essenziell für moderne Halbleiterprozesse
  • Hohe Präzision und Anpassbarkeit

Als Prozessgase werden typischerweise SiCl₄ (STC), CH₄ und H₂ oder alternativ SiCH₃Cl₃ (MTS) und H₂ eingesetzt. Die Reaktion findet bei etwa 1.350 °C und einem Druck von einigen hundert mbar statt.

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Automotive

Unsere CVD-Technologien, einschließlich Wirbelschichtreaktoren, ermöglichen präzise und gleichmäßige Beschichtungen von Batterieanodenmaterialien (z.B. Silizium-Graphit-Komposite), um Kapazität, Lebensdauer und Gesamtleistung zu erhöhen und gleichzeitig Volumenexpansion zu minimieren.

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Luft- und Raumfahrt

Das CVD-Verfahren ermöglicht die Herstellung extrem haftfester und temperaturbeständiger keramischer Beschichtungen. Diese schützen Bauteile zuverlässig vor Verschleiß, Korrosion und thermischer Belastung – ideal für Anwendungen wie Hitzeschilde, Sensoren oder Triebwerkskomponenten.

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Das System im Überblick

chemical vapor depositon furnace in an industrial surrounding

CVD Reaktor

Diese Reaktoren arbeiten vom Vakuum bis zum atmosphärischen Druck und decken einen Temperaturbereich von 500 bis 2.200°C ab. Der nutzbare Reaktordurchmesser liegt zwischen 100 mm und 3.000 mm. 

In den meisten CVD-Prozessen wird unter Vakuumbedingungen gearbeitet, typischerweise zwischen 10-2 mbar und mehreren hundert mbar, unter Verwendung geeigneter Prozessgasgemische.

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