إن الترسيب الكيميائي بالبخار الكيميائي (CVD) لكربيد السيليكون (SiC) هو عملية تُستخدم لتخليق بلورات كربيد السيليكون عالية الجودة، وذلك في المقام الأول لاستخدامها في تصنيع الإلكترونيات. تتضمن هذه الطريقة استخدام ترسيب البخار الكيميائي بدرجة حرارة عالية (HTCVD)، والتي تعمل في درجات حرارة تتراوح بين 2000 درجة مئوية إلى 2300 درجة مئوية. وفي هذه العملية، يتم إدخال خليط من غازات التفاعل في مفاعل مغلق حيث تتحلل وتتفاعل على سطح مادة الركيزة لتشكل طبقة بلورية صلبة من الكربون الهيدروجيني. ويستمر هذا الفيلم في النمو مع استمرار إمداد غازات التفاعل باستمرار، ويتم إزالة النواتج الصلبة من سطح الركيزة.
الشرح التفصيلي:
-
إعداد المفاعل والتحكم في درجة الحرارة:
-
تتم عملية HTCVD لترسيب كلوريد السيليكون في مفاعل مغلق يتم تسخينه خارجيًا للحفاظ على درجات الحرارة العالية اللازمة للتفاعلات الكيميائية المعنية. وتتراوح درجات الحرارة هذه عادةً من 2000 درجة مئوية إلى 2300 درجة مئوية، مما يضمن تحلل غازات التفاعل بفعالية وتفاعلها مع الركيزة.التفاعلات الكيميائية ومخاليط الغازات:
-
عادةً ما تكون غازات التفاعل المستخدمة في العملية عبارة عن خليط من مركبات السيليكون والكربون المتطايرة. وعند الوصول إلى بيئة درجة الحرارة العالية للمفاعل، تتحلل هذه الغازات وتتفاعل على سطح الركيزة. يمكن أن يختلف التركيب الدقيق لخليط الغاز والتفاعلات المحددة، ولكن الهدف العام هو ترسيب طبقة من السيليكون والكربون على الركيزة.
-
نمو الفيلم والآلية:
-
عندما تتحلل غازات التفاعل وتتفاعل، فإنها تشكل طبقة سيكلور كلوريد السيليكون الصلبة على الركيزة. ينمو هذا الفيلم طبقة بعد طبقة مع إدخال المزيد من الغازات وتفاعلها. يتم فصل النواتج الصلبة، التي لم تعد هناك حاجة إليها، ويتم نقلها بعيدًا عن سطح الركيزة، مما يسمح بنمو مستمر لفيلم SiC.التطبيقات والمزايا:
يتميز SiC المنتج بواسطة CVD بمقاومته الكهربائية المنخفضة، مما يجعله موصلًا معقولاً للكهرباء. تُعد هذه الخاصية مفيدة بشكل خاص في تصنيع الأجزاء الدقيقة، حيث يمكن استخدام تقنيات مثل التفريغ الكهربائي (EDM) لإنشاء ميزات دقيقة وثقوب ذات نسبة عرض إلى ارتفاع. وبالإضافة إلى ذلك، تسمح تقنية CVD بنمو أغشية SiC أحادية البلورة مع منشطات متحكم بها، مما يعزز فائدتها في تصنيع الإلكترونيات.
