الترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي (CVD) هو طريقة تُستخدم لتخليق الطلاءات أو المواد النانوية عن طريق تفاعل غازات السلائف على سطح الركيزة. تُستخدم هذه العملية على نطاق واسع في صناعة أشباه الموصلات لترسيب مواد مختلفة مثل المواد العازلة والمواد المعدنية ومواد السبائك المعدنية. تنطوي عملية التفريغ القابل للقنوات CVD على استخدام أنبوب كوارتز ساخن حيث يتم تزويد الغازات المصدرية وتتفاعل لتكوين رواسب غشاء على الركيزة. تعمل هذه العملية عادةً عند الضغط الجوي أو أقل بقليل من الضغط الجوي مع معدلات تدفق في النظام الصفحي، وتتميز بتكوين طبقة حدية حيث تنخفض سرعة الغاز إلى الصفر عند الركيزة.
شرح تفصيلي:
-
نظرة عامة على العملية:
-
في عملية التفريغ القابل للذوبان بالقنوات CVD، يتم تعريض الركيزة إلى سلائف متطايرة تتفاعل و/أو تتحلل على السطح لإنتاج الترسبات المطلوبة. وتكون هذه السلائف عادةً غازات أو أبخرة تحتوي على العناصر اللازمة للترسيب. لا يشكل التفاعل المادة المرغوبة على الركيزة فحسب، بل ينتج عنه أيضًا منتجات ثانوية متطايرة يتم إزالتها بواسطة تيار الغاز من خلال غرفة التفاعل.ظروف التشغيل:
-
تُجرى عمليات التفريد القابل للتصوير المقطعي الذاتي في درجات حرارة مرتفعة، تتراوح عادةً بين 500 درجة مئوية و1100 درجة مئوية. هذه البيئة ذات درجات الحرارة المرتفعة ضرورية لحدوث التفاعلات الكيميائية بفعالية. يعمل النظام تحت ظروف جوية محكومة في الغلاف الجوي، وغالباً ما يتطلب نظام ضخ الفراغ للحفاظ على بيئة نظيفة خالية من الأكسجين ولإدارة الضغط، خاصة في أنظمة التفريغ القابل للتحويل القابل للتحويل إلى نقدي (CVD) منخفض الضغط.
- مكوّنات نظام التفريغ القابل للتفكيك القابل للذوبان:
- يتضمن نظام CVD النموذجي عدة مكونات رئيسية:الفرن:
- تسخين الركيزة إلى درجة الحرارة المطلوبة.نظام التحكم:
- يدير درجة الحرارة، ومعدلات تدفق الغاز، وغيرها من المعلمات.نظام الضخ بالتفريغ:
- يضمن خلو غرفة التفاعل من الملوثات ويحافظ على الضغط المطلوب.نظام التنظيف:
-
يزيل المنتجات الثانوية الضارة والغازات الزائدة من النظام.نظام تبريد الغازات:
-
يبرد الغازات قبل دخولها إلى غرفة التفاعل.آلية الترسيب:
تتحد مادة الترسيب، والتي يمكن أن تختلف تبعاً للتطبيق، مع مادة سليفة (غالباً ما تكون هاليد أو هيدريد) التي تجهز وتنقل المادة إلى الركيزة. ويدخل هذا المزيج إلى غرفة تفريغ حيث تشكل مادة الترسيب طبقة موحدة على الركيزة، وتتفكك السليفة وتخرج عن طريق الانتشار.
