Ce este depunerea chimică în vapori?

Depunerea chimică în vapori (CVD) este un proces chimic care utilizează o cameră de gaz reactiv pentru a sintetiza materiale solide de înaltă puritate, de înaltă performanță, cum ar fi componentele electronice. Anumite componente ale circuitelor integrate necesită electronice realizate din materiale polisiliciu, dioxid de siliciu și nitrură de siliciu. Un exemplu de proces de depunere chimică în vapori este sinteza siliciului policristalin din silan (SiH4), folosind această reacție:
SiH4 -> Si + 2H2
În reacția cu silan, mediul ar fi fie silan pur, fie silan cu 70-80% azot. Folosind o temperatură între 600 și 650 °C (1100 – 1200 °F) și o presiune între 25 și 150 Pa – mai puțin de o miime de atmosferă – siliciul pur poate fi depus cu o viteză între 10 și 20 nm pe minut, perfect pentru multe componente de plăci de circuite, a căror grosime este măsurată în microni. În general, temperaturile din interiorul unei mașini de depunere la temperatură a vaporilor chimici sunt ridicate, în timp ce presiunile sunt foarte scăzute. Cele mai scăzute presiuni, sub 10-6 pascali, se numesc vid ultraînalt. Acest lucru este diferit de utilizarea termenului „vid ultraînalt” în alte domenii, unde de obicei se referă la o presiune sub 10-7 pascali.

Unele produse de depunere chimică în vapori includ siliciu, fibre de carbon, nanofibre de carbon, filamente, nanotuburi de carbon, dioxid de siliciu, siliciu-germaniu, wolfram, carbură de siliciu, nitrură de siliciu, oxinitrură de siliciu, nitrură de titan și diamant. Materialele care produc în masă care utilizează depunerea chimică în vapori pot deveni foarte scumpe din cauza cerințelor de putere ale procesului, care explică parțial costul extrem de ridicat (sute de milioane de dolari) al fabricilor de semiconductori. Reacțiile chimice de depunere a vaporilor lasă adesea produse secundare, care trebuie îndepărtate printr-un flux continuu de gaz.

Există mai multe scheme principale de clasificare pentru procesele de depunere chimică în vapori. Acestea includ clasificarea după presiune (atmosferică, joasă presiune sau vid ultraînalt), caracteristicile vaporilor (injecție cu aerosoli sau lichid direct) sau tipul de procesare cu plasmă (depunere asistată cu plasmă cu microunde, depunere îmbunătățită cu plasmă, plasmă la distanță). depunere sporită).