LPCVD، أو الترسيب الكيميائي للبخار الكيميائي منخفض الضغط، هي عملية حرارية تُستخدم لترسيب الأغشية الرقيقة من سلائف المرحلة الغازية عند ضغوط تحت الغلاف الجوي. وتتميز هذه الطريقة بالتحكم الدقيق في درجة الحرارة، مما يؤدي إلى تجانس عالٍ للأغشية المودعة عبر الرقاقة، من رقاقة إلى أخرى، وعبر عمليات مختلفة. ويفضل استخدام تقنية LPCVD بشكل خاص في صناعة أشباه الموصلات نظرًا لقدرتها على إنتاج أغشية عالية الجودة وموحدة دون الحاجة إلى الغازات الحاملة، مما يقلل من خطر تلوث الجسيمات.
تفاصيل العملية:
تعمل عملية LPCVD عند ضغط يبلغ عادةً حوالي 133 باسكال أو أقل. وتعزز بيئة الضغط المنخفض هذه من معامل الانتشار ومتوسط المسار الحر للغازات داخل غرفة التفاعل، مما يؤدي إلى تحسين تجانس الفيلم ومقاومته. كما يسهل الضغط المنخفض أيضًا معدلات نقل الغاز بشكل أسرع، مما يسمح بإزالة الشوائب والمنتجات الثانوية للتفاعل بسرعة من الركيزة، بينما تصل غازات التفاعل بسرعة إلى سطح الركيزة للترسيب. وتساعد هذه الآلية في كبح المنشطات الذاتية وتزيد من كفاءة الإنتاج الكلية.المعدات والتطبيقات:
تم تصميم معدات LPCVD لإدخال الغازات المتفاعلة بين الأقطاب الكهربائية المتوازية، وغالبًا ما تستخدم الأوزون لتحفيز التفاعلات على سطح الركيزة. وتبدأ العملية بتكوين جزر على ركيزة السيليكون، والتي تندمج بعد ذلك لتكوين طبقة متصلة. ويعتمد سمك الفيلم اعتمادًا كبيرًا على درجة الحرارة، حيث تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى أفلام أكثر سمكًا. تُستخدم تقنية LPCVD بشكل شائع في إنتاج المقاومات، وعوازل المكثفات، وأجهزة MEMS، والطلاءات المضادة للانعكاس.
مقارنة مع تقنيات الترسيب الأخرى:
بالمقارنة مع ترسيب البخار الكيميائي بالضغط الجوي (APCVD)، يوفر الترسيب الكيميائي المحسّن بالبلازما LPCVD جودة وتوحيد أفضل للأفلام ولكن بمعدل ترسيب أبطأ. يستخدم الترسيب الكيميائي بالبخار المعزز بالبلازما (PECVD)، وهو بديل آخر، البلازما لتعزيز معدلات التفاعل الكيميائي، والتي يمكن أن تكون مفيدة لترسيب الأفلام في درجات حرارة منخفضة ولكنها قد تقدم تعقيدات إضافية من حيث استقرار البلازما وخصائص الفيلم.
