الترسيب الكيميائي لبخار كربيد السيليكون الكيميائي (CVD) هو عملية تُستخدم لتنمية أغشية كربيد السيليكون عالية الجودة على الركائز، وذلك في المقام الأول لاستخدامها في تصنيع أشباه الموصلات وغيرها من التطبيقات عالية التقنية. تتضمن هذه الطريقة إدخال سلائف غازية أو بخارية في مفاعل حيث تتفاعل عند درجات حرارة عالية لتكوين طبقة كربيد السيليكون الصلبة على الركيزة.
ملخص العملية:
تتضمن CVD كربيد السيليكون عدة خطوات رئيسية: إدخال غاز تفاعل مختلط في مفاعل، وتحلل الغاز عند درجات حرارة عالية، وتفاعل كيميائي على سطح الركيزة لتشكيل طبقة من كربيد السيليكون، ونمو مستمر للفيلم مع تجديد غاز التفاعل. تُعد هذه العملية ضرورية لإنتاج بلورات سيكلور السيليكون عالية النقاء والخالية من الشوائب الضرورية لتصنيع الإلكترونيات.
-
الشرح التفصيلي:إدخال غاز التفاعل:
-
تبدأ العملية بإدخال غاز تفاعل مختلط في المفاعل. ويتضمن هذا الغاز عادةً سلائف تحتوي على السليكون والكربون، وهما العنصران الأساسيان لكربيد السيليكون. ويتم التحكم في خليط الغاز بعناية لضمان التركيب الصحيح لخصائص كربيد السيليكون المطلوبة.
-
التحلل في درجات الحرارة العالية:
-
بمجرد دخول المفاعل، يتعرض خليط الغاز لدرجات حرارة عالية، تتراوح عادةً بين 2000 درجة مئوية و2300 درجة مئوية في عملية التفكيك القابل للتحويل على القسطرة ذات درجة الحرارة العالية (HTCVD). وعند درجات الحرارة هذه، تتحلل جزيئات الغاز وتتفكك إلى مكوناتها الذرية.التفاعل الكيميائي على الركيزة:
-
ثم يتفاعل الغاز المتحلل كيميائياً على سطح الركيزة. وينطوي هذا التفاعل على ترابط ذرات السيليكون والكربون لتكوين طبقة سيليكون صلبة. يعمل سطح الركيزة كقالب لنمو بلورات SiC، ويوجه اتجاهها وبنيتها.
نمو الفيلم وإزالة المنتجات الثانوية:
مع استمرار التفاعل، ينمو فيلم SiC طبقة تلو الأخرى. وفي الوقت نفسه، تتم إزالة المنتجات الثانوية للتفاعل من المفاعل لضمان عدم تلويثها للفيلم المتنامي. وتسمح هذه العملية المستمرة بالنمو المتحكم فيه لأغشية سيكلوريد الكربون السميكة عالية الجودة.
