La deposizione di vapore chimico (CVD) è una tecnica versatile utilizzata in vari settori, tra cui la produzione di semiconduttori e la crescita di diamanti.
La pressione a cui viene condotta la CVD può variare in modo significativo a seconda del metodo specifico impiegato.
La comprensione di queste variazioni è fondamentale per ottenere risultati ottimali nella sintesi dei materiali.
Qual è la pressione per la deposizione chimica da vapore? (4 metodi chiave spiegati)
1. Crescita del diamante CVD
La crescita del diamante CVD avviene tipicamente a bassa pressione.
Questo intervallo di pressione è solitamente compreso tra 1-27 kPa (0,145-3,926 psi; 7,5-203 Torr).
In questo ambiente a bassa pressione, i gas vengono immessi in una camera ed eccitati per facilitare la crescita del diamante sul substrato.
2. Deposizione di vapore chimico a bassa pressione (LPCVD)
La LPCVD viene condotta a pressioni di 0,1-10 Torr e a temperature comprese tra 200 e 800°C.
Questo metodo prevede l'aggiunta di reagenti alla camera mediante un sistema specializzato di erogazione dei precursori.
Le pareti della camera e il soffione vengono raffreddati, mentre il substrato viene riscaldato, promuovendo reazioni superficiali eterogenee.
Una volta completata la reazione, i sottoprodotti vengono rimossi con pompe da vuoto.
3. Deposizione di vapore chimico potenziata da plasma (PECVD)
La PECVD utilizza il plasma per fornire l'energia necessaria al processo di deposizione.
Viene eseguita a pressioni di 2-10 Torr e a temperature relativamente basse, comprese tra 200 e 400°C.
L'energia elettrica viene utilizzata per creare un plasma di gas neutro, che facilita le reazioni chimiche che guidano la deposizione.
4. Plasma CVD ad alta densità (HDP CVD) e deposizione di vapore chimico sub-atmosferico (SACVD)
L'HDP CVD utilizza un plasma a densità più elevata, consentendo una deposizione a temperatura più bassa (tra 80-150°C) all'interno della camera.
La SACVD, invece, avviene al di sotto della pressione ambiente standard e utilizza l'ozono (O3) per catalizzare la reazione.
La pressione per il SACVD è compresa tra circa 13.300-80.000 Pa, con un alto tasso di deposizione che migliora con l'aumentare della temperatura fino a circa 490°C.
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