Kemiallinen kaasufaasipinnoitus

Tasavirralla tuotettu plasma (violetti) tehostaa hiilinanoputken kasvatusta laboratorioluokan PECVD-laitteessa.

Kemiallinen kaasufaasipinnoitus (Chemical Vapour Deposition, CVD) on monipuolinen prosessi materiaalien pinnoittamiseen tasapaksuilla kalvoilla ja yleensäkin luomaan mikrorakenteellisesti erinomaisia materiaalikerrostumia esimerkiksi synteettisten timanttien valmistuksessa. Erilaisia kemiallisia kaasufaasipinnoitusmenetelmiä on hyödynnetty useilla teollisuuden aloilla jo vuosia, koska sen avulla voidaan saada aikaan tuotteita, joita on todella vaikea valmistaa muilla menetelmillä. Tasapaksuja ohuita kiteisiä kalvoja tai päällysteitä voidaan pinnoittaa hyvinkin erilaisten materiaalien pinnoille.[1]

CVD-pinnoitusta käytetään erityisen paljon puolijohdeteollisuudessa eri materiaaleista koostuvien ohutkalvorakenteiden kasvattamiseen. Tyypillisessä CVD-prosessissa pinnoitettava kappale, jota sanotaan substraatiksi, altistetaan yhdelle tai useammalle kaasumaiselle lähtöaineelle, jotka reagoivat tai hajoavat substraatin pinnalla muodostaen halutun kalvon. Tällä tavoin menetelmä eroaa fysikaalisesta kaasufaasipinnoituksesta (Physical Vapour Deposition, PVD), jossa pinnoite ei reagoi substraatin kanssa [2]. Prosessissa syntyneet reaktiotuotteet ja kantokaasut huuhdellaan kaasuvirralla pois. Useat kemikaalit ja myös metallit saadaan tyhjiön ja lämmön avulla höyrystymään eli siirtymään kaasufaasiin. Kaasuuntumista voidaan tehostaa eri tekniikoilla, kuten ultraäänellä tai plasmalla, mitä hyödynnetään CVD-tekniikan eri muodoissa.

CVD-pinnoitustekniikan käyttö on yleistä puolijohteiden ja monenlaisten instrumenttien valmistuksessa käytettyjen erilaisten kalvojen kasvattamisessa, kuten amorfinen piikalvo, ohutkalvo-optiikka, hiilikuitu, filamentti, TFT-näytöt, hiilinanoputki, piidioksidi, pii-germanium-doping, volframi, piinitridi, piioksinitridi, titaaninitridi, ja monien high-k-dielektristen eristekalvojen kasvatuksessa. CVD-menetelmää käytetään myös synteettisten timanttien valmistuksessa ja työstökoneen terien pinnoituksessa.

  1. Jones, A. C.; Hitchman, M. L.: Chemical Vapour Deposition – Precursors, Processes and Applications. Royal Society of Chemistry, 2009.
  2. Xu, Y.; Yan, X.-T.: Chemical Vapour Deposition – Introduction to Chemical Vapour Deposition. Springer Science, 2010.

From Wikipedia, the free encyclopedia · View on Wikipedia

Developed by Tubidy