Методы CVD( ХОГФ)

1.Методы CVD различающиеся по давлению в ходе процесса:

- Атмосферный CVD (англ. Atmospheric chemical vapor deposition (APCVD)) - CVD-процесс проходит при атмосферном давлении.

- CVD низкого давления (англ. Low pressure chemical vapor deposition (LPCVD)) -CVD-процесс при давлении ниже атмосферного. Пониженное давление снижает вероятность нежелательных реакций в газовой фазе и ведет к более равномерному осаждению пленки на подложку.

- Вакуумный CVD (англ. Ultra high vacuum chemical vapor deposition (UHVCVD)) -CVD-процесс проходит при очень низком давлении, обычно ниже 10-6 Па(~10-8 миллиметров ртутного столба).

2. Методы CVD различающиеся по физическим характеристикам пара:

- Аэрозольно поддерживаемый CVD - CVD-процесс в котором прекурсоры транспортируются к подложке с помощью жидкогазового аэрозоля.

- CVD с прямой инжекцией жидкости - CVD-процесс, при котором прекурсор подается в жидкой фазе (в чистом виде либо растворенным в растворителе). Жидкость впрыскивается в камеру через инжектор. Данная технология позволяет достигать высокой производительности формирования пленки.

3. Плазменные методы:

- CVD активированный микроволновой плазмой

- Непрямой CVD активированный плазмой – близок к PECVD, но подложка не в области разрядки плазмы, что снижает температуру реакции до комнатной.

К тому же существует ряд специфических методик организации процесса химического парофазного осаждения:

- Атомно-слоевое CVD – Позволяет формировать последовательные атомарные слои различных материалов.

- CVD сгорания – процесс сжигания прекурсоров в открытой атмосфере для осаждения высококачественных тонких плёнок и наноматериалов.

- CVD с горячей нитью – метод также известен как каталитический CVD или термическое CVD. В методе используется горячий нагреватель (нить) для разложения исходных газов.

- Металлоогранический __CVD - CVD-процесс, использующий в качестве прекурсоров металлоорганические соединения.

- Гибридное физико-химическое парофазное осаждение - Процесс, включающий как химическое разложение газообразного прекурсора, так и испарение твердого компонента.

- Быстродействующее термическое химическое парофазное осаждение - CVD-процесс, использующий лампы накаливания или другие методы быстрого нагрева подложки. Нагрев подложки без разогрева газа или стенок реактора позволяет сократить нежелательные реакции в газовой фазе.

- Парофазная эпитаксия – метод осаждения из газовой фазы монокристаллических пленок на монокристаллическую подложку.

Одностенные углеродные нанотрубки выращенные на поверхности кварца методом CVD; б - углеродные нанотрубки полученные мотедом PECVD; в - «наногребни» ZnO выращенные методом CVD

4 ПРЕИМУЩЕСТВА

Метод CVD имеет ряд существенных преимуществ:

• Возможность нанесения однородных по составу и толщине пленок на детали сложной конфигурации.

• Возможность достижения высокой скорости осаждения с одновременным сохранением высокого качества пленки. Использование физического метода нанесения пленок связывает высокую производительность с высокой энергией потока частиц распыляемого вещества, что приводит к нарушению поверхности подложки или нижних слоев образовавшейся пленки, а также к загрязнениям примесями из аппаратуры. С применением CVD-метода высокая производительность достигается за счет высокого давления паров летучего вещества или большой скорости газа-носителя.

• Применение этого метода дает хорошую воспроизводимость свойств покрытий при фиксации параметров процесса. Легкость управления процессом и возможность быстрой перестройки аппаратуры при изменении используемых веществ является положительной характеристикой метода.

• Химическая чистота продукта, осажденного из газовой фазы, существенно выше, чем при использовании других методов, в том числе и золь – гель техники, так как вещества, используемые в качестве прекурсоров, очищаются от примесей при переходе в газовую фазу.

5 ПРИМЕНЕНИЕ

С помощью CVD-процесса получают материалы различных структур: монокристаллы, поликристаллы, аморфные тела. Особую роль играет CVD-процесс в синтезе наноматериалов. Примеры материалов: кремний, углеродное волокно, углеродное нановолокно, углеродные нанотрубки, SiO2, вольфрам, карбид кремния, нитрид кремния, нитрид титана, различные диэлектрики, а также синтетические алмазы.

Процесс часто используется в индустрии полупроводников для создания тонких плёнок. Широко используемая универсальная техника для покрытия больших площадей поверхности за короткое время. В промышленности эта техника часто включается в непрерывный процесс для производства керамических и полупроводниковых плёнок.