Metalle können mittels elektrochemie abgeschieden werden. Nennen sie zwei beschichtungsmethoden und zwei techniken pro kategorie
Chemische beschichtung
immersionsbeschichtung
kontakt beschichtung
elektrochemisch
gleichstromprozess
pulsstromverfahren
Nennen sie drei metalle die typischerweise elektrochemisch abgeschieden werden
Nickel
kupfer
gold
wofür wird die elektrochemische abscheidung typischerweise benutzt. Nennen sie fünf anwendugnen
Korrosionsschutz
dekorative zwecke
für metallische mitkrostrukturen
magnetische schichten
für beschichtug mit metallen mit hohem schmelzpunkt
Erklären sie die Grundlagen der elektrochemischen abscheidung anhand von einer Skizze einer Galvanischen Zelle
Zwei Elektroden an gleischspannung angeschlossssen werden in elektrolytisches bad getaucht
elektronenmangel an anode —> ocidation
elektronenüberschuss an katrhode—> metallschicht lagert sich an kathode ab
skizzieren und erklären sie die Stromdichte Feldlinien in einer galvanischen Zelle
Feldlinien sind senktrecht zu der elektrisch leitenden oberfläche
ungleichmäßige berteilung des feldes führ zu unregelmäßiger beschichtung —> Starke materialablagerug an scharfen kannten
Erklären sie wie übergalvanisiserung passieren kann und die folgen daraus ergänzen sie mit einer skizze
feldlinendichte ist an ecken kanten am höchsten
das materieal lagert sich dort am stärksten ab —> Pilzeffekt
durch zusammenwachsen der pilzstrukturen können hohlräume entstehen
Was sind die Hauptunterschiede zwischen dem Electroless Plating (Immersion Deposition) und der Reduktiven Abscheidung im Kontext der chemischen Abscheidung von Metallen, und welche Vorteile bieten sie gegenüber traditionellen Methoden wie dem Galvanisieren (Electroplating)
Der Hauptunterschied zwischen Electroless Plating (Immersion Deposition) und Reduktiver Abscheidung besteht in den Mechanismen, durch die die Metallabscheidung erfolgt:
• Electroless Plating (Immersion Deposition): Bei dieser Methode wird ein unedles Metall in eine Lösung eines edlen Metalls eingetaucht. Das edle Metall lagert sich auf der Oberfläche des unedlen Metalls ab, ohne dass ein externer elektrischer Strom erforderlich ist. Diese Methode ist besonders nützlich für nichtleitende Materialien und komplexe Formen, da sie eine gleichmäßige Beschichtung unabhängig von der Stromdichte ermöglicht.
• Reduktive Abscheidung: Hierbei erfolgt die Metallabscheidung durch eine elektrochemische Reaktion in einem Elektrolyten, der ein Reduktionsmittel enthält. Dieses Reduktionsmittel ermöglicht die Abscheidung des Metalls direkt aus der Lösung, ohne dass externe Elektronenquellen notwendig sind.
Wie funktioniert die sromlose elektrochemische abscheidung
Die stromlose elektrochemische Abscheidung beruht auf einem natürlichen Gleichgewicht zwischen Metallionen in einer Lösung und der Metalloberfläche. Ohne externe Stromquelle bildet sich eine Grenzschicht aus Ladungen, die die Abscheidung von Metallionen auf der Oberfläche ermöglicht. Dies ist besonders nützlich für die gleichmäßige Beschichtung von Materialien, insbesondere bei nichtleitenden Substraten oder komplexen Formen, wo eine externe Stromquelle schwer anwendbar ist.
Was sind typische additiva für chemische ablagerung / abscheidung
Komplexbildner
Stabilisatoren
Metall Salze
Reduktionsmittel
Pufferstoff
Tenside
Beschleuniger
Wie sieht die potenzialverteilung an der grenzfläche aus Idealerweise
bildung einer helmholtz doppelschicht
erste schicht hat eine ladung und die zweite die entgegengesetzte
Wie ist die potenzialverteilung realistisch
in der realität ist es so, dass die potenzialverteilung kontinuierlicher ist , und die einzelnen schichten sich nicht perfekt in der ladung unterscheiden
Wo werden dünnfilme in cmos und mems typischerweise eingesetzt geben sie drei beispiele
Mikroelektronik für transistoren
Mikrooptik für reflektive eigentschaften
Mikrosensoren für oberflächenschichten
erklären sie das wachstum einer dünnschicht mittels der folgenden terminologien Adsorption, Desorption, kritische keime, schraubenversetzung , definieren ise die vier ausdrücke
Definitionen der Begriffe
1. Adsorption:
• Definition: Adsorption bezeichnet den Prozess, bei dem Atome, Moleküle oder Ionen aus einem Gas oder einer Flüssigkeit an der Oberfläche eines Feststoffes haften bleiben. Dies kann durch physikalische (physisorption) oder chemische (chemische Bindungen) Wechselwirkungen geschehen.
• Rolle beim Dünnschichtwachstum: Beim Wachstum einer Dünnschicht haften die ankommenden Atome oder Moleküle zunächst an der Substratoberfläche, bevor sie sich zu einer Schicht anordnen.
2. Desorption:
• Definition: Desorption ist das Gegenteil der Adsorption und beschreibt den Prozess, bei dem adsorbierte Atome, Moleküle oder Ionen die Oberfläche eines Feststoffes wieder verlassen und in die Gas- oder Flüssigphase übergehen.
• Rolle beim Dünnschichtwachstum: Nicht alle adsorbierten Teilchen bleiben auf der Oberfläche; einige können durch thermische Bewegung oder andere Einflüsse wieder von der Oberfläche gelöst werden. Das Gleichgewicht zwischen Adsorption und Desorption beeinflusst die Wachstumsrate der Dünnschicht.
3. Kritische Keime:
• Definition: Kritische Keime sind kleine, stabile Ansammlungen von Atomen oder Molekülen auf einer Oberfläche, die groß genug sind, um weiter zu wachsen. Ein kritischer Keim ist ein Nukleationskern, der nicht durch Desorption aufgelöst wird.
• Rolle beim Dünnschichtwachstum: Die Bildung kritischer Keime ist ein entscheidender Schritt im Wachstumsprozess. Erst wenn solche stabilen Keime entstehen, kann die Dünnschicht weiter wachsen, indem sich weitere Atome daran anlagern.
4. Schraubenversetzung:
• Definition: Eine Schraubenversetzung ist eine Art von Kristallfehler, bei dem eine zusätzliche Atomreihe in einem Kristallgitter verschoben ist, was eine schraubenartige Struktur erzeugt. Diese Versetzungen sind oft Ankerpunkte für das weitere Wachstum des Kristalls.
• Rolle beim Dünnschichtwachstum: Schraubenversetzungen können als bevorzugte Orte für das Wachstum der Dünnschicht dienen, da sie die Anlagerung weiterer Atome erleichtern. Durch die spiralförmige Bewegung der Versetzung kann das Material kontinuierlich auf die wachsende Schicht transportiert werden, was das Wachstum beschleunigt.
erkläre das movchan Demchishin sturkturmodell und ergänze die antwort mit skizze
Was sind die unterschiede zwischen pvd ud CVD
Erklären sie die ionenbeschichtung, ergänzen sie die antwort mit einer skizze
skizzieren sie die wirdkung einer großen mittleren freien weglänge jeweils mit einer hohen und einer niedrigen migration auf ide cvd oberflächenbeschictung eines mikrostrukturierten grabens
Dreaw sputtern und magnetosputtern
Wie geht epitaxy
Epitaxie ist ein Verfahren zur Abscheidung einer dünnen Kristallschicht auf einem kristallinen Substrat. Dabei wird die aufgebrachte Schicht so gezüchtet, dass sie die gleiche Kristallstruktur wie das darunterliegende Substrat hat. Dies ist besonders wichtig in der Halbleitertechnik, um hochwertige, perfekt ausgerichtete Schichten zu erzeugen.
Es gibt zwei Hauptarten der Epitaxie:
1. Homo-Epitaxie:
• Hierbei wird eine Kristallschicht auf ein Substrat aus demselben Material aufgebracht. Zum Beispiel wird eine Schicht aus Silizium (Si) auf ein Siliziumsubstrat aufgebracht. Da beide die gleiche Kristallstruktur haben, passt die neue Schicht perfekt auf das Substrat.
2. Hetero-Epitaxie:
• Bei der Hetero-Epitaxie wird eine Kristallschicht auf ein Substrat aus einem anderen Material aufgebracht. Zum Beispiel kann Silizium auf Saphir (Silicon on Sapphire, SOS) aufgebracht werden. Hier ist es wichtig, dass die Gitterkonstanten – also die Abstände zwischen den Atomen im Kristall – ähnlich genug sind, damit die Schicht ohne große Spannungen oder Defekte wachsen kann.
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