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Deposición química de vapor (CVD)

1960
Cámara de CVD para la fabricación de semiconductores con sustrato y precursores químicos.

El depósito químico en fase vapor (CVD) es una revestimiento Proceso en el que un sustrato se expone a uno o varios precursores químicos volátiles. Estos precursores reaccionan o se descomponen en la superficie del sustrato en una cámara de reacción, produciendo una película fina o un revestimiento sólido de gran pureza y alto rendimiento. La temperatura y la presión son parámetros críticos del proceso que controlan la velocidad de deposición y la calidad de la película.

La CVD es un proceso altamente versátil capaz de producir una amplia variedad de materiales, incluyendo metales, cerámicas y polímeros. El proceso comienza con la introducción de moléculas precursoras gaseosas en una cámara de vacío que contiene el sustrato calentado. La alta temperatura del sustrato proporciona la energía necesaria para romper los enlaces químicos en las moléculas precursoras, un proceso conocido como pirólisis. Las especies reactivas resultantes se adsorben sobre la superficie del sustrato, se difunden y reaccionan para formar una película sólida estable. Los subproductos de la reacción se desorben y se bombean fuera de la cámara. Existen numerosas variantes de CVD, cada una adaptada a aplicaciones específicas. Por ejemplo, la CVD metalorgánica (MOCVD) utiliza precursores metalorgánicos y es crucial para la fabricación de dispositivos semiconductores compuestos como los LED. La CVD mejorada con plasma (PECVD) utiliza un plasma para energizar los gases precursores, lo que permite la deposición a temperaturas más bajas, lo cual es esencial para sustratos que no soportan altas temperaturas. La deposición de capas atómicas (ALD), un subtipo de CVD, implica reacciones superficiales secuenciales y autolimitadas que permiten la deposición de películas con control de espesor a nivel atómico. La calidad, la estequiometría y la morfología de la película depositada se controlan con precisión mediante el ajuste de parámetros como la temperatura del sustrato, la presión de la cámara, los caudales de gas y la composición química del precursor.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Tecnología de materiales

Tipo

Proceso químico

Disrupción

Fundacional

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • Comprensión de la cinética química en fase gaseosa
  • desarrollo de la tecnología de vacío
  • síntesis de compuestos químicos volátiles (precursores)
  • avances en la tecnología de hornos de alta temperatura
  • teorías de nucleación y crecimiento de películas

Aplicaciones

  • Fabricación de dispositivos semiconductores (por ejemplo, dióxido de silicio, nitruro de silicio, capas de polisilicio)
  • producción de revestimientos duros para herramientas de corte (p. ej, titanio nitruro)
  • fabricación de fibras ópticas
  • creación de diamantes sintéticos
  • Recubrimientos resistentes a la corrosión y a altas temperaturas para componentes aeroespaciales

Patentes:

NA

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