تعتمد تقنية الترسيب الكيميائي للبخار (CVD) على التفاعل الكيميائي. ويُشار عادةً إلى التفاعل الذي تكون فيه المواد المتفاعلة في الحالة الغازية ويكون أحد النواتج في الحالة الصلبة باسم تفاعل الترسيب الكيميائي للبخار، ولذلك يجب أن يستوفي نظام التفاعل الكيميائي الخاص به الشروط الثلاثة التالية.
(1) عند درجة حرارة الترسيب، يجب أن تتمتع المواد المتفاعلة بضغط بخاري مرتفع بما يكفي. إذا كانت جميع المواد المتفاعلة غازية عند درجة حرارة الغرفة، يكون جهاز الترسيب بسيطًا نسبيًا. أما إذا كانت المواد المتفاعلة متطايرة عند درجة حرارة الغرفة، فإن ضغط بخارها يكون منخفضًا جدًا، مما يستدعي تسخينها لجعلها متطايرة، وقد يتطلب الأمر أحيانًا استخدام غاز ناقل لنقلها إلى حجرة التفاعل.
(2) من نواتج التفاعل، يجب أن تكون جميع المواد في الحالة الغازية باستثناء الرواسب المطلوبة، والتي تكون في الحالة الصلبة.
(3) يجب أن يكون ضغط بخار الطبقة المترسبة منخفضًا بما يكفي لضمان التصاقها بإحكام بالركيزة عند درجة حرارة ترسيب معينة أثناء عملية الترسيب. كما يجب أن يكون ضغط بخار مادة الركيزة عند درجة حرارة الترسيب منخفضًا بما يكفي أيضًا.
تنقسم المواد المتفاعلة في عملية الترسيب إلى الحالات الرئيسية الثلاث التالية.
(1) الحالة الغازية. المواد المصدرية التي تكون غازية في درجة حرارة الغرفة، مثل الميثان وثاني أكسيد الكربون والأمونيا والكلور وما إلى ذلك، والتي تعتبر الأكثر ملاءمة للترسيب الكيميائي للبخار، والتي يمكن تنظيم معدل تدفقها بسهولة.
(2) السائل. يمكن استخدام بعض المواد المتفاعلة عند درجة حرارة الغرفة أو درجة حرارة أعلى قليلاً، والتي يكون لها ضغط بخار مرتفع، مثل TiCl4 و SiCl4 و CH3SiCl3، وما إلى ذلك، لحمل الغاز (مثل H2 و N2 و Ar) عبر سطح السائل أو السائل داخل الفقاعة، ثم حمل الأبخرة المشبعة للمادة إلى الاستوديو.
(3) الحالة الصلبة. في حال عدم توفر مصدر غازي أو سائل مناسب، لا يمكن استخدام سوى المواد الأولية الصلبة. بعض العناصر أو مركباتها، مثل TaCl5 وNbCl5 وZrCl4، تتمتع بضغط بخاري كبير عند درجات حرارة تصل إلى مئات الدرجات، ويمكن نقلها إلى الاستوديو باستخدام الغاز الحامل المترسب في طبقة الفيلم.
في أغلب الأحيان، ينتج عن تفاعل غاز معين مع مادة مصدرية، سواءً كان التفاعل بين غاز وصلب أو بين غاز وسائل، تكوين مكونات غازية مناسبة تُنقل إلى الاستوديو. على سبيل المثال، يتفاعل غاز كلوريد الهيدروجين مع معدن الغاليوم لتكوين مركب كلوريد الغاليوم الغازي، الذي يُنقل إلى الاستوديو على شكل كلوريد الغاليوم.
– نُشر هذا المقال بواسطةمصنع آلات الطلاء بالتفريغقوانغدونغ تشنهوا
تاريخ النشر: 16 نوفمبر 2023