La forma completa di Hfcvd è Hot Filament Chemical Vapor Deposition.
5 punti chiave spiegati
1. Filamento caldo
Nel processo HFCVD, un filamento fatto di metalli refrattari come tungsteno (W), renio (Re) o tantalio (Ta) viene riscaldato a temperature estremamente elevate (da 2173 a 2773 K).
Il riscaldamento si ottiene attraverso la resistenza elettrica.
Il filamento agisce come un resistore in un circuito elettrico, convertendo l'energia elettrica in calore.
2. Deposizione chimica da vapore (CVD)
La deposizione chimica da vapore (CVD) è un processo utilizzato per produrre materiali solidi ad alta purezza e ad alte prestazioni.
Il processo è spesso utilizzato nell'industria dei semiconduttori per produrre film sottili.
Nella CVD, il materiale del substrato è esposto a uno o più precursori volatili.
Questi precursori reagiscono e/o si decompongono sulla superficie del substrato per produrre il deposito desiderato.
3. Processo di deposizione in HFCVD
Nell'HFCVD, i gas di alimentazione, in genere idrogeno (H2) e metano (CH4), vengono introdotti nella camera di reazione.
Questi gas vengono dissociati termicamente dal filamento caldo.
I gas dissociati si depositano quindi sul substrato, che viene preriscaldato a una temperatura inferiore (da 673 a 1373 K).
La distanza tra il filamento e il substrato è fondamentale ed è tipicamente mantenuta tra 2-8 mm per ottimizzare il processo di deposizione.
4. Vantaggi e svantaggi
L'HFCVD è particolarmente utile per la crescita di wafer di diamante CVD micron e nanocristallino di grandi dimensioni.
Questo è un vantaggio significativo rispetto ad altri metodi come la CVD a microonde (MPCVD) e il metodo ad arco elettrico (DCCVD), che sono limitati nelle dimensioni dei wafer che possono produrre.
Tuttavia, uno dei principali svantaggi dell'HFCVD è il deterioramento meccanico del filamento dovuto alla formazione di carburi metallici e al conseguente rigonfiamento, flessione, fessurazione e fragilità.
5. Applicazioni
Nonostante i suoi inconvenienti, l'HFCVD rimane una tecnologia cruciale sia per la ricerca che per le applicazioni commerciali.
È particolarmente utilizzata nella preparazione di pellicole di diamante per settori high-tech come l'elettronica, l'elettrochimica e l'industria chimica.
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