Увод
1. Технологија хемијског таложења металних органских једињења (МОЦВД)
МОЦВД је метода хемијског таложења паре која користи метална органска једињења која се лако разлажу и испаравају на ниским температурама као извор материјала, углавном се користи за раст једињења у парној фазиполупроводници. У поређењу са традиционалним ЦВД, МОЦВД има релативно нижу температуру таложења и може депоновати специјалне структуриране површине као што су ултра танки слојеви или чак атомски слојеви, омогућавајући таложење различитих танких филмова на различитим површинама супстрата. Због тога има високу примену за подлоге које не могу да издрже конвенционалне ЦВД високе температуре и захтевају употребу супстрата средње до ниске температуре, као што је челик. Поред тога, поликристални СиО2 узгајан МОЦВД технологијом је добар провидни проводни материјал, а ТиО2 кристални филмови добијени МОЦВД такође су коришћени у антирефлексним слојевима, фотоелектролизи воде и фотокатализисоларне ћелије. Најатрактивнија нова примена МОЦВД технологије је припрема нових високотемпературних суперпроводљивих керамичких танких филмова.
2. Плазма хемијско таложење паре (ПЦВД)
Плазма побољшано хемијско таложење паре, такође познато као плазма побољшано хемијско таложење паре, је процес који користи плазму ниске температуре генерисану гасним усијаним пражњењем да побољша хемијску активност реактаната, промовише хемијске реакције између гасова и депонује висококвалитетне превлаке на ниже температуре.
Тренутно се ПЦВД углавном користи на подлогама као што су метали, керамика и стакло као заштитни филмови, фолије за ојачање, модификациони филмови и функционални филмови. Важан нови напредак у његовој примени је таложење угљеничних филмова налик дијаманту, који се генерално припремају комбиновањем радиофреквентне плазме разлагања угљоводоничног гаса и таложења јонским снопом. Ови керамички филмови имају јединствену перспективу примене у областима премаза отпорних на хабање за алате за сечење, ласерске рефлекторе,филмови са оптичким влакнима, итд.
3. Ласерско хемијско таложење паре (ЛЦВД)
ЛЦВД је метода таложења танког филма која користи енергију фотона ласерског зрака да побуђује и подстиче хемијске реакције током процеса хемијског таложења паре. Тренутно се ЛЦВД технологија широко користи уласерска литографија, корекција маски интегрисаних кола великих размера, таложење ласерским испаравањем и метализација. ЛЦВД метода за филм силицијум нитрида достигла је ниво индустријске примене, са просечном тврдоћом до 2200ХК.
4. Хемијско таложење паре ниског притиска (ЛПЦВД)
Опсег притиска ЛПЦВД је генерално између 1 × 104 и 4 × 104 Па. Због повећања просечног слободног пута молекула под ниским притиском, брзина преноса масе гасовитих реактаната и нуспроизвода се убрзава, чиме се убрзава реакција брзина формирања депонованих танкослојних материјала. У међувремену, неравномерна дистрибуција молекула гаса може се елиминисати у кратком временском периоду, омогућавајући раст танких филмова уједначене дебљине. Поред тога, током транспорта молекула гаса, молекули реактаната који учествују у хемијским реакцијама апсорбују одређену количину енергије на одређеној температури, што активира ове молекуле и доводи их у активирано стање. Ово олакшава настанак хемијских реакција између молекула реактантног гаса који учествују у хемијским реакцијама, што значи да је брзина таложења ЛПЦВД-а релативно висока. Ова метода се може користити за депоновање поликристалног силицијума, силицијум нитрида, силицијум диоксида итд.
5. Ултра вакуум хемијско таложење паре (УХВЦВД)
У другом правцу развоја ЦВД-а - појавила се метода високог вакуума, ултра-високог вакуума хемијског таложења паре (УХВЦВД). Температура његовог раста је ниска (425-600 степен), али захтева степен вакуума мањи од 1,33 × 10-8Па. Дизајн и производња система је лакша од епитаксије молекуларним снопом (МБЕ), а његова предност је могућност да се постигне раст више плочица. Дизајн и производња реакционог система такође нису тешки. За разлику од традиционалне епитаксије, ова техника користи низак напон и раст ниске температуре, што је чини посебно погодном за наношење полупроводничких материјала као што су Сн: Си, Сн: Ге, Си: Ц, Гек: Си1-к, итд.
6. Ултразвучно хемијско таложење паре (УВЦВД)
Ултразвучно хемијско таложење паре појавило се у потрази за високоенергетским изворима енергије који иницирају ЦВД у облику зрачења различитом од електромагнетних таласа. Ултразвучни таласи могу побољшати стопу таложења ЦВД-а и формирати глатке и уједначене филмове таложења које традиционални ЦВД не могу добити. Према релевантним извештајима, подешавање фреквенције и снаге ултразвука на одговарајући начин може побољшати величину зрна, побољшати снагу и жилавост ЦВД депонованих филмова, побољшати адхезију између депонованих филмова и супстрата и учинити да депоновани филмови имају јаку усмереност.
Због предности УВЦВД које се не могу добити неким другим ЦВД методама, као што су фина и густа депонована структура филма, јака адхезија између депонованог филма и подлоге и добра чврстоћа и жилавост депонованог филма, неопходно је ово истражити и проучити. нови процес, а могуће га је ефикасно применити и на индустријску производњу.
Апликација
1. Заштитни премаз
Материјали који се користе у многим посебним окружењима често захтевају заштиту премаза да би обезбедили функције као што су отпорност на хабање, отпорност на корозију, отпорност на оксидацију при високим температурама и отпорност на зрачење. ТиН, ТиЦ, Ти (Ц, Н) и други танки филмови припремљени ЦВД методом имају високу тврдоћу и отпорност на хабање. Премазивање само 1-3 μ м ТиН филма на површини за сечење алата може повећати његов радни век за више од три пута. И други метални оксиди, карбиди, нитриди, силициди, фосфиди, кубни бор нитрид, дијамантски угљенични филмови, као и разни композитни филмови, такође показују одличну отпорност на хабање. Поред тога, отпорност на корозију Ал2О3, ТиН и других танких филмова добијених таложењем је веома добра, док је отпорност на корозију аморфних филмова који садрже хром још већа. Једињења на бази силицијума као што су СиЦ, Си3Н4, МоСи2, итд. су важни премази отпорни на високе температуре на оксидацију, који стварају густе СиО2 филмове на површини и могу да издрже оксидацију на 1400-1600 степену.
2. Технологија микроелектронике
У основном процесу производње полупроводничких уређаја и интегрисаних кола, основни кораци укључују епитаксијални раст полупроводничких филмова, формирање дифузијских елемената пн споја, диелектричну изолацију, наношење дифузионих маски и металних филмова. Хемијско таложење паре постепено је заменило старе процесе као што су високотемпературна оксидација и дифузија силицијума у припреми ових слојева материјала и заузима доминантну позицију у савременој технологији микроелектронике. У производњи интегрисаних кола ултра великих размера, хемијско таложење паре се може користити за депоновање поликристалних силицијумских филмова, волфрамових филмова, алуминијумских филмова, металних силицида, филмова од силицијум оксида и филмова од силицијум нитрида. Ови танкослојни материјали се могу користити као електроде за затварање, међуслојне изолационе фолије за вишеслојно ожичење, металне жице, отпорници и материјали за расипање топлоте.
3. Суперпроводна технологија
ЦВД припрему суправодљивих материјала измислила је Радио Цорпоратион оф Америца (РЦА) 1960-их. Нискотемпературна суперпроводљива трака Нб3Сн произведена хемијским таложењем паре има густ премаз, лаку контролу дебљине и добра механичка својства. Тренутно је најбољи материјал за испаљивање малих магнета велике јачине поља.
4. Коришћење соларне енергије
Сунчева енергија је неисцрпни извор енергије, а коришћење функције фотоелектричне конверзије неорганских материјала за прављење соларних ћелија је важан начин за искориштавање сунчеве енергије. Тренутно се ЦВД технологија, укључујући ЛПЦВД и ПЦВД процесе, обично користи за припрему батерија од поликристалног силицијума танког филма. Успешна пробна производња хомојункционих ћелија силицијум и галијум арсенида, као и разних хетероспојних соларних ћелија направљених од ИИ-В и И-ВИ полупроводника, као што су СиО2/Си, ГаАс/ГаАлАс, ЦдТе/ЦдС, итд. направљене у облику танког филма, а таложење паром је њихова главна технологија припреме.
5. Производња бркова
Бркови су врста монокристала у развоју који игра значајну улогу у области композитних материјала и може се користити за производњу неких нових врста композитних материјала. Метода хемијског таложења паре користи својства редукције водоника металних халогенида у производњи кристалних бркова. Хемијско таложење паре не само да може да припреми различите металне бркове, већ и да произведе сложене бркове као што су глинице, дијаманти, бркови од титанијум карбида и тако даље.
6. Припрема танких филмова од племенитих метала
Танки филмови од племенитих метала привукли су интересовање истраживача због своје одличне отпорности на оксидацију, високе проводљивости, јаке каталитичке активности и изузетно стабилности. У поређењу са другим методама генерисања танких филмова од племенитих метала, хемијско таложење паром има више техничких предности, тако да већина метода за припрему танких филмова од племенитих метала користи ову методу. Типови материјала за таложење који се користе за наношење танких филмова од племенитих метала су релативно широки, али већина њих су халогениди и органска једињења елемената племенитих метала, као што су Цл3Ир, ЦОЦл2, платин хлорид, иридијум хлорид, ДЦПД једињења, Ц5Х2Ф6О2 или Ц5Х5Ф3О2 једињења, Ц15Х21ИрО6 и Ц10Х14О4Пт, итд.
