Chemická depozice z plynné fáze
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Chemická depozice z plynné fáze (CVD - Chemical Vapor Deposition) je chemický proces využívaný pro přípravu tenkých filmů (např. polovodičový průmysl). Substrát je vystaven účinkům jednoho nebo více těkavých prekurzorů, které na jeho povrchu reagují mezi sebou nebo se rozkládají za vzniku požadovaného materiálu, celý proces probíhá za vysoké teploty. Při tomto procesu se často uvolňují těkavé vedlejší produkty, které jsou z reakčního prostoru odstraňovány proudem plynu nebo vakuem.
Tato metoda je široce využívána v polovodičovém průmyslu. Slouží k přípravě polykrystalického, amorfního a epitaxního oxidu křemičitého, uhlíkových vláken a nanotrubic, nitridu křemičitého, atd. Pomocí CVD se také přípravují syntetické diamanty.
[editovat] Historie
Jako první využili CVD Powel, Oxley a Blocher v roce 1880 při výrobě žárovek, které měly vlákna pokrytá uhlíkem nebo kovem. Ve stejném desetiletí Ludwig Mond vyvinul karbonylový proces pro přípravu čistého niklu.
V následujících padesáti letech se metoda CVD vyvíjela pomalu. Využítí nacházela převážně v metalurgii, při přípravě vysoce čistých kovů, např. tantalu, titanu, atd.
Po druhé světové válce došlo v tomto oboru k prudkému vývoji.
[editovat] Důležité události
- 1960 – vznik pojmů CVD a PVD, separace „chemické depozice z páry“ a „fyzikální depozice z páry“
- 1960 – průnik CVD do polovodičového průmyslu
- 1963 – využití CVD v přítomnosti plazmy v elektronice
- 1968 – průmyslové využití slinutých karbidů upravených pomocí CVD
- 80. léta – výroba umělých diamantů CVD metodou
- 90. léta – prudká expanze MOCVD v oblasti keramických materiálů a kovových vrstev. Vývoj CVD v oblasti optiky a optoelektroniky
[editovat] Metody CVD
Existuje poměrně velké množství modifikací této metody používaných pro přípravu tenkých filmů, například:
- CVD za atmosférického tlaku (APCVD - Atmosferic Pressure CVD) - proces probíhá za atmosférického tlaku
- Epitaxe atomových vrstev (ALCVD - Atomic Layer CVD) - při tomto procesu jsou do reakční komory přivedeny dva prekurzory (např. Al(CH3)3) a H2O). Jeden z prekurzorů se adsorbuje na povrchu substrátu, ale ke kompletní dekompozici nedojde bez přítomnosti druhého prekurzoru. ALCVD umožňuje dobrou kontrolu kvality a vznikajícího filmu.
- CVD v přítomnosti aerosolu (AACVD - Aerosol Assisted CVD) - v tomto procesu je prekurzor dopraven k substrátu ve formě aerosolu, generováného ultrazvukem. Tato technika je využitelná i pro netěkavé prekurzory.
- CVD organokovových prekurzorů (MOCVD - Metal Organic CVD) - jako prekurzory se používají organokovové látky, např. ethoxid tantaličný Ta(OC2H5)5 pro přípravu oxidu tantaličného Ta2O5
- CVD iniciované plazmou (PECVD – Plasme Enhanced CVD) – tato metoda vzužívá plasmatu pro iniciaci chemických reakcí. PECVD umožňuje dosáhnout depozice při nízkých teplotách.
