Le fasi del processo CVD (Chemical Vapor Deposition) possono essere riassunte come segue:
1) Introduzione dei precursori chimici: I precursori chimici, che sono la fonte del materiale del film desiderato, vengono introdotti nel reattore CVD. Ciò avviene tipicamente introducendo i gas reagenti e i gas inerti diluenti nella camera di reazione a una determinata portata.
2) Trasporto delle molecole di precursore: Una volta all'interno del reattore, le molecole di precursore devono essere trasportate sulla superficie del substrato. Questo avviene attraverso una combinazione di trasporto fluido e diffusione. I gas reagenti si muovono verso il substrato, guidati dallo schema di flusso all'interno del reattore.
3) Assorbimento sulla superficie del substrato: Una volta raggiunta la superficie del substrato, le molecole del precursore si adsorbono o si attaccano alla superficie. Questo processo di adsorbimento è influenzato da fattori quali la temperatura, la pressione e le proprietà del materiale del substrato.
4) Reazioni chimiche: Una volta adsorbite sulla superficie del substrato, le molecole del precursore subiscono reazioni chimiche con il materiale del substrato. Queste reazioni portano alla formazione del film sottile desiderato. Le reazioni specifiche dipendono dalla natura dei precursori e dal materiale del substrato.
5) Desorbimento dei sottoprodotti: Durante le reazioni chimiche si generano anche molecole di sottoprodotti. Questi sottoprodotti devono essere desorbiti dalla superficie del substrato per fare spazio ad altre molecole di precursori in arrivo. Il desorbimento può essere facilitato controllando le condizioni di temperatura e pressione all'interno della camera di reazione.
6) Evacuazione dei sottoprodotti: I sottoprodotti gassosi delle reazioni vengono evacuati dalla camera di reazione attraverso un sistema di scarico. Ciò contribuisce a mantenere l'ambiente chimico desiderato all'interno della camera e impedisce l'accumulo di sottoprodotti indesiderati.
È importante notare che il processo CVD può avvenire sia sulla superficie del substrato che nella fase gassosa all'interno dell'atmosfera del reattore. Le reazioni sulla superficie del substrato sono note come reazioni eterogenee e svolgono un ruolo cruciale nella formazione di film sottili di alta qualità.
Il processo CVD viene eseguito in una camera di reazione chiusa, che in genere comprende componenti quali una fonte di gas e le relative linee di alimentazione, regolatori di flusso di massa per il controllo dei gas, fonti di riscaldamento per riscaldare il substrato, sensori di temperatura e pressione per il monitoraggio, un tubo di quarzo per contenere il substrato e una camera di scarico per trattare eventuali gas nocivi prodotti come sottoprodotti.
In generale, il processo CVD prevede l'introduzione, il trasporto, l'adsorbimento, la reazione e l'evacuazione controllata di sostanze chimiche precursori per depositare film sottili di materiali desiderati sulla superficie di un substrato.
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