Co to jest chemiczne osadzanie z fazy gazowej?
Chemiczne osadzanie z fazy gazowej (CVD) to proces chemiczny, który wykorzystuje komorę gazu reaktywnego do syntezy materiałów stałych o wysokiej czystości i wysokiej wydajności, takich jak elementy elektroniczne. Niektóre elementy układów scalonych wymagają elektroniki wykonanej z materiałów polikrzemowych, dwutlenku krzemu i azotku krzemu. Przykładem chemicznego osadzania z fazy gazowej jest synteza polikrystalicznego krzemu z silanu (SiH 4 ), przy użyciu tej reakcji:
SiH 4 -> Si + 2H 2
W reakcji silanowej medium byłby albo czysty gaz silanowy, albo silan z 70-80% azotem. Używając temperatury między 600 a 650 ° C (1100 - 1200 ° F) i ciśnienia między 25 a 150 Pa - mniej niż jednej tysięcznej atmosfery - czysty krzem można osadzać z szybkością między 10 a 20 nm na minutę, idealny do wielu elementów płytki drukowanej, których grubość jest mierzona w mikronach. Zasadniczo temperatury w maszynie do osadzania chemicznej temperatury par są wysokie, natomiast ciśnienia są bardzo niskie. Najniższe ciśnienia, poniżej 10–6 paskali, nazywane są ultrawysoką próżnią. Różni się to od użycia terminu „ultrahigh Vacuum” w innych dziedzinach, gdzie zwykle odnosi się do ciśnienia poniżej 10–7 paskali.
Niektóre produkty chemicznego osadzania z fazy gazowej obejmują krzem, włókno węglowe, nanowłókna węglowe, włókna, nanorurki węglowe, dwutlenek krzemu, krzem-german, wolfram, węglik krzemu, azotek krzemu, tlenoazotek krzemu, azotek tytanu i diament. Materiały do produkcji masowej z zastosowaniem chemicznego osadzania z fazy gazowej mogą być bardzo drogie ze względu na wymagania energetyczne procesu, co częściowo odpowiada za wyjątkowo wysoki koszt (setki milionów dolarów) fabryk półprzewodników. Reakcje chemicznego osadzania z fazy gazowej często pozostawiają produkty uboczne, które należy usunąć przez ciągły przepływ gazu.
Istnieje kilka głównych schematów klasyfikacji procesów chemicznego osadzania z fazy gazowej. Należą do nich klasyfikacja według ciśnienia (atmosferyczne, niskociśnieniowe lub bardzo wysokie podciśnienie), charakterystyka pary (aerozol lub bezpośredni wtrysk cieczy) lub rodzaj obróbki plazmowej (osadzanie wspomagane mikrofalowo, osadzanie wzmocnione plazmą, zdalne osadzanie plazmy ulepszone osadzanie).