CVD 기술의 작동 원리

CVD 기술은 화학 반응을 기반으로 합니다. 반응물이 기체 상태이고 생성물 중 하나가 고체 상태인 반응을 일반적으로 CVD 반응이라고 하므로, 해당 화학 반응 시스템은 다음 세 가지 조건을 충족해야 합니다.

(1) 증착 온도에서 반응물은 충분히 높은 증기압을 가져야 합니다. 반응물이 모두 상온에서 기체 상태인 경우 증착 장치는 비교적 간단하지만, 반응물의 상온에서의 휘발성이 매우 작은 경우에는 휘발시키기 위해 가열해야 하며, 때로는 반응실로 운반하기 위해 운반 기체를 사용해야 합니다.
(2) 반응 생성물 중 원하는 침전물만 고체 상태이고 나머지는 모두 기체 상태여야 합니다.
(3) 증착 반응 동안 증착된 박막이 특정 증착 온도를 갖는 기판에 단단히 부착되도록 증착된 박막의 증기압은 충분히 낮아야 합니다. 증착 온도에서의 기판 재료의 증기압도 충분히 낮아야 합니다.
증착 반응물은 다음과 같은 세 가지 주요 상태로 나뉩니다.
(1) 기체 상태. 상온에서 기체 상태인 메탄, 이산화탄소, 암모니아, 염소 등의 원료 물질은 화학 기상 증착에 가장 적합하고 유량 조절이 용이합니다.
(2) 액체. TiCI4, SiCl4, CH3SiCl3 등과 같이 상온 또는 약간 높은 온도에서 증기압이 높은 일부 반응 물질은 기체(H2, N2, Ar 등)를 액체 표면이나 액체 내부의 기포를 통해 흐르게 하여 물질의 포화 증기를 실험실로 운반하는 데 사용할 수 있습니다.
(3) 고체 상태. 적절한 기체 또는 액체 공급원이 없는 경우 고체 상태의 원료만 사용할 수 있습니다. TaCl5, NbCl5, ZrCl4 등과 같이 수백 도의 온도에서 상당한 증기압을 갖는 일부 원소 또는 그 화합물은 필름층에 증착된 운반 기체를 사용하여 스튜디오로 운반될 수 있습니다.
가장 일반적인 경우는 특정 기체와 원료 물질의 기체-고체 또는 기체-액체 반응을 통해 적절한 기체 성분을 생성하여 스튜디오로 운반하는 것입니다. 예를 들어, HCl 기체와 금속 Ga가 반응하여 GaCl 기체 성분을 생성하고, 이는 GaCl 형태로 스튜디오로 운반됩니다.

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