La deposizione chimica da vapore (CVD) è una tecnica versatile utilizzata in vari settori per depositare film sottili su substrati. Conoscere i diversi tipi di reattori CVD può aiutare a scegliere quello giusto per le proprie esigenze specifiche.
Reattori CVD orizzontali e verticali
I reattori CVD orizzontali e verticali si distinguono per la loro configurazione e la direzione del flusso di gas verso il substrato.
I reattori a tubo orizzontale sono i più comuni. In questi reattori, il gas scorre orizzontalmente sul substrato.
I reattori verticali sono meno comuni, ma offrono una diversa dinamica del flusso di gas. Possono essere vantaggiosi in applicazioni specifiche in cui il flusso verticale è vantaggioso per l'uniformità o per altri requisiti di processo.
CVD a bassa pressione e pressione atmosferica (LPCVD e APCVD)
La CVD a bassa pressione (LPCVD) opera a pressione ridotta. In genere utilizza una pompa a vuoto per aspirare i gas attraverso la camera di deposizione. Questa configurazione migliora l'uniformità del tasso di deposizione e riduce le reazioni in fase gassosa, portando a proprietà del film più controllate e costanti.
La CVD a pressione atmosferica (APCVD) opera a pressione atmosferica e spesso non richiede pompe. Pur essendo più semplice nella configurazione, può comportare tassi di deposizione più lenti e film meno uniformi rispetto a LPCVD.
Processi CVD specializzati
La Metal-Organic Chemical Vapour Deposition (MOCVD) è utilizzata principalmente per depositare film sottili di metalli e loro composti. Comporta l'uso di precursori metallo-organici, che vengono vaporizzati e poi decomposti sul substrato per formare il film desiderato.
La Plasma Assisted Chemical Vapour Deposition (PACVD) o Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) utilizza il plasma per aumentare la reattività dei precursori. Ciò consente temperature di deposizione più basse e un migliore controllo delle proprietà del film.
La deposizione laser da vapori chimici (LCVD) utilizza un laser per riscaldare localmente il substrato e indurre reazioni chimiche. Ciò consente un controllo preciso dell'area e dello spessore di deposizione.
La deposizione fotochimica da vapore (PCVD) prevede l'uso della luce per avviare reazioni chimiche. È particolarmente utile per depositare materiali sensibili che potrebbero degradarsi in condizioni termiche o al plasma.
L'infiltrazione chimica da vapore (CVI) è utilizzata per infiltrare materiali porosi con una matrice, migliorandone le proprietà meccaniche e termiche.
La Chemical Beam Epitaxy (CBE) combina le caratteristiche della Molecular Beam Epitaxy (MBE) e della CVD. Utilizza un fascio di gas reattivi diretto verso un substrato riscaldato per far crescere strati epitassiali.
Schemi del reattore
I processi CVD possono funzionare in reattori chiusi o aperti.
I reattori chiusi sono più comuni. In questi reattori, i reagenti sono contenuti in un sistema chiuso, consentendo un migliore controllo dell'ambiente.
I reattori aperti, o CVD a gas fluidi, introducono continuamente sostanze chimiche nel sistema. Questo può essere vantaggioso per alcuni tipi di reazioni o materiali.
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Ciascuno di questi tipi di reattori e processi offre vantaggi specifici. La scelta dipende dai requisiti del materiale del substrato, dai materiali di rivestimento, dalla morfologia della superficie, dallo spessore e dall'uniformità del film, dalla disponibilità dei precursori e da considerazioni di costo.
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