Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist ein chemischer Prozess, bei dem eine Kammer mit reaktivem Gas verwendet wird, um hochreine Hochleistungsfeststoffe wie elektronische Komponenten zu synthetisieren. Bestimmte Komponenten integrierter Schaltungen erfordern eine Elektronik aus den Materialien Polysilizium, Siliziumdioxid und Siliziumnitrid. Ein Beispiel für einen chemischen Gasphasenabscheidungsprozess ist die Synthese von polykristallinem Silizium aus Silan (SiH4) unter Verwendung dieser Reaktion:
SiH4 -> Si + 2H2
Bei der Silanreaktion wäre das Medium entweder reines Silangas oder Silan mit 70-80% Stickstoff. Bei einer Temperatur zwischen 600 und 650 °C (1100 – 1200 °F) und einem Druck zwischen 25 und 150 Pa – weniger als ein Tausendstel einer Atmosphäre – kann reines Silizium mit einer Geschwindigkeit zwischen 10 und 20 nm pro Minute abgeschieden werden. perfekt für viele Leiterplattenkomponenten, deren Dicke in Mikrometern gemessen wird. Im Allgemeinen sind die Temperaturen innerhalb einer chemischen Dampftemperaturabscheidungsmaschine hoch, während die Drücke sehr niedrig sind. Die niedrigsten Drücke unter 10-6 Pascal werden als Ultrahochvakuum bezeichnet. Dies unterscheidet sich von der Verwendung des Begriffs „Ultrahochvakuum“ in anderen Bereichen, wo er sich stattdessen normalerweise auf einen Druck unter 10-7 Pascal bezieht.
Einige Produkte der chemischen Gasphasenabscheidung umfassen Silizium, Kohlenstoffasern, Kohlenstoffnanofasern, Filamente, Kohlenstoffnanoröhren, Siliziumdioxid, Silizium-Germanium, Wolfram, Siliziumkarbid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, Titannitrid und Diamant. Die Massenproduktion von Materialien mittels chemischer Gasphasenabscheidung kann aufgrund des Energiebedarfs des Prozesses sehr teuer werden, was teilweise für die extrem hohen Kosten (Hunderte Millionen Dollar) von Halbleiterfabriken verantwortlich ist. Chemische Gasphasenabscheidungsreaktionen hinterlassen oft Nebenprodukte, die durch einen kontinuierlichen Gasstrom entfernt werden müssen.
Es gibt mehrere Hauptklassifikationsschemata für chemische Gasphasenabscheidungsverfahren. Dazu gehören die Klassifizierung nach Druck (Atmosphäre, Niederdruck oder Ultrahochvakuum), Eigenschaften des Dampfes (Aerosol oder direkte Flüssigkeitseinspritzung) oder Art der Plasmaverarbeitung (Mikrowellen-Plasma-unterstützte Abscheidung, Plasma-unterstützte Abscheidung, Remote-Plasma- verstärkte Ablagerung).