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Deposizione chimica da vapore (CVD)

1960
Camera CVD per la fabbricazione di semiconduttori con substrato e precursori chimici.

La deposizione chimica da vapore (CVD) è un processo di rivestimento processo in cui un substrato viene esposto a uno o più precursori chimici volatili. Questi precursori reagiscono o si decompongono sulla superficie del substrato in una camera di reazione, producendo un film sottile o un rivestimento solido ad alta purezza e ad alte prestazioni. La temperatura e la pressione sono parametri di processo critici che controllano la velocità di deposizione e la qualità del film.

La deposizione CVD è un processo altamente versatile in grado di produrre un'ampia varietà di materiali, tra cui metalli, ceramiche e polimeri. Il processo inizia con l'introduzione di molecole precursori gassose in una camera a vuoto contenente il substrato riscaldato. L'elevata temperatura del substrato fornisce l'energia necessaria per rompere i legami chimici nelle molecole precursori, un processo noto come pirolisi. Le specie reattive risultanti si adsorbono quindi sulla superficie del substrato, diffondono e reagiscono formando un film solido stabile. I sottoprodotti della reazione vengono quindi desorbiti e pompati fuori dalla camera. Esistono numerose varianti di CVD, ciascuna adattata per applicazioni specifiche. Ad esempio, la deposizione CVD metalorganica (MOCVD) utilizza precursori metalorganici ed è fondamentale per la produzione di dispositivi semiconduttori composti come i LED. La deposizione CVD potenziata al plasma (PECVD) utilizza un plasma per energizzare i gas precursori, consentendo la deposizione a temperature più basse, essenziale per i substrati che non possono resistere a temperature elevate. La deposizione a strati atomici (ALD), un sottotipo di CVD, prevede reazioni superficiali sequenziali e autolimitanti, consentendo la deposizione di film con controllo dello spessore a livello atomico. La qualità, la stechiometria e la morfologia del film depositato sono controllate con precisione regolando parametri come la temperatura del substrato, la pressione della camera, la portata del gas e la chimica del precursore.

UNESCO Nomenclature: 3322
- Tecnologia dei materiali

Tipo

Processo chimico

Interruzione

Fondamento

Utilizzo

Uso diffuso

Precursori

  • comprensione della cinetica chimica in fase gassosa
  • sviluppo della tecnologia del vuoto
  • sintesi di composti chimici volatili (precursori)
  • progressi nella tecnologia dei forni ad alta temperatura
  • teorie della nucleazione e della crescita del film

Applicazioni

  • fabbricazione di dispositivi semiconduttori (ad esempio, biossido di silicio, nitruro di silicio, strati di polisilicio)
  • produzione di rivestimenti duri per utensili da taglio (ad es, titanio nitruro)
  • produzione di fibre ottiche
  • creazione di diamanti sintetici
  • rivestimenti resistenti alla corrosione e alle alte temperature per componenti aerospaziali

Brevetti:

NA

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