Что такое химическое осаждение из паровой фазы?

Химическое осаждение из паровой фазы (ХОПФ) - это химический процесс, в котором используется камера реактивного газа для синтеза высокочистых и высокоэффективных твердых материалов, таких как электронные компоненты. Для некоторых компонентов интегральных схем требуется электроника, изготовленная из поликремния, диоксида кремния и нитрида кремния. Примером процесса химического осаждения из паровой фазы является синтез поликристаллического кремния из силана (SiH ₄ ) с использованием этой реакции:

SiH ₄ -> Si + 2H ₂

В реакции с силаном среда должна быть либо чистым газообразным силаном, либо силаном с 70-80% азота. При температуре от 600 до 650 ° C (1100 - 1200 ° F) и давлении от 25 до 150 Па - менее одной тысячной атмосферы - чистый кремний может осаждаться со скоростью от 10 до 20 нм в минуту, идеально подходит для многих компонентов печатной платы, толщина которой измеряется в микронах. Как правило, температура внутри машины для осаждения из-за температуры химического пара высока, а давление очень низкое. Самые низкие давления ниже ^10-6 паскалей называются сверхвысоким вакуумом. Это отличается от использования термина «сверхвысокий вакуум» в других областях, где он обычно относится к давлению ниже ^10-7 паскалей.

Некоторые продукты химического осаждения из паровой фазы включают кремний, углеродное волокно, углеродные нановолокна, филаменты, углеродные нанотрубки, диоксид кремния, кремний-германий, вольфрам, карбид кремния, нитрид кремния, оксинитрид кремния, нитрид титана и алмаз. Массовое производство материалов с использованием химического осаждения из паровой фазы может стать очень дорогим из-за требований к мощности процесса, что частично объясняет чрезвычайно высокую стоимость (сотни миллионов долларов) полупроводниковых фабрик. Реакции химического осаждения из паровой фазы часто оставляют побочные продукты, которые должны удаляться непрерывным потоком газа.

Существует несколько основных схем классификации процессов химического осаждения из газовой фазы. К ним относятся классификация по давлению (атмосферное, низкое давление или сверхвысокий вакуум), характеристикам пара (аэрозоль или прямое впрыскивание жидкости) или типу обработки плазмой (микроволновое осаждение с помощью плазмы, осаждение с усиленной плазмой, дистанционная плазма- усиленное осаждение).