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Déposition en phase vapeur de mélange de gaz - CVD -

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Mélanges dynamiques appliqués sur des techniques de dépôt

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Au cours des 20 dernières années, les procédés de la déposition en phase vapeur (CVD) ont joué une fonction clé à un large éventail de fabrication avancée technologique. Aujourd'hui les processus industriels pour la production antiusure de revêtement et de microprocesseur d'outils de coupe partagent les mêmes techniques de dépôt, montrant un processus auto-en développement constant qui est extrêmement utile et souple. La CVD est un nom générique pour une famille énorme des processus qui comporte l'utilisation des précurseurs gazeux afin de produire les matériaux solides de grande pureté et performants. La phase gazeuse habituellement est thermiquement activée à l'intérieur de la chambre de CVD par à source de chaleur appropriée pour produire une réaction chimique qui mène aux produits la formation désirée, et plus tard au dépôt de produits sur le substrat de cible. La CVD comporte l'utilisation des filaments chauds d'activer les réactions (HFCVD) et elle exige également extrêmement - de basses pressions d'utilisation. Le type différent de sources de chaleur (par exemple plasma, laser) se sont avérés être le dépôt utile et maintenant plasma-augmenté (PECVD) et la CVD de laser (LCVD) sont d'usage courant. La pression n'est plus un problème depuis, dans quelques applications, le dépôt peut être exécutée dans la pression atmosphérique (APCVD). Les résultats de dépôt dépendent fortement des paramètres de processus et des arrangements de configuration matériel. Cette dépendance forte exige un contrôle fin et un règlement fin pour chaque étape de cette technique. Un soin particulièrement précis la phase gaseuse composée par les réactifs doit être pris. Un instrument capable de produire des mélanges de gaz avec la haute précision et conçus pour être souple et facilement maniable est ainsi exigé pour ce genre d'applications. Les instruments de MCQ l'offre tout avec ses mélangeurs de gaz, une série de produits spécifiquement construits pour le mélange de gaz de jusqu'à 6 composants.

Applications de CVD.

La polyvalence des techniques de CVD est prouvée par son utilisation dans une grande sélection de différents champs de recherches et d'application. Les champs d'expérimentation peuvent être récapitulés dans quatre catégories principales : applications de couche mince et épaisse, traitements de poudre (CVD à lit fluidisé) et recherche de nanotubes de carbone.

Les couches minces.

Ce terme se rapporte à des nanomètres dans les revêtements jusqu'à l'épaisseur de quelques micromètres, faite pour améliorer la représentation spécifique d'une matière première. Le diamant synthétique (diamant de CVD), les dus à son produit chimique unique et propriétés physiques, est un exemple parfait d'application de la couche mince. La dureté et l'inertie chimique des films micro et nanocrystal de diamant sont généralement employées pour augmenter la résistance à l'usure de composants métalliques/en céramique tandis que les diamants de monocristal jouent un rôle essentiel dans la fabrication des outils de coupe. Pendant les 20 dernières années, le diamant de CVD s'est avéré être un matériel souple étudié de nos jours pour des applications électroniques en radiothérapie et dans le domaine de spintronics. D'autre part, l'augmentation de la résistance antiusure peut être réalisée dans tous les revêtements en céramique basés sur le Ti, le Cr et le Zr. Depuis quelques années de tels revêtements sont également devenus un champ intéressant de recherches pour leurs applications antibactériennes.

Couches épaisses

Ce terme se rapporte à des micromètres dans les revêtements jusqu'aux millimètres dans l'épaisseur, les a fait pour améliorer la représentation spécifique des matières premières ou pour créer les articles libres avec les configurations désirées. Le diamant de CVD joue encore un rôle important dans de tels revêtements, a été employé pour augmenter le niveau de qualité d'outils de coupe comme revêtement ou employé pour l'application électrique en tant que matériel libre. Des revêtements en céramique sont également employés pour ces couches épaisses en tant qu'excellentes barrières thermiques. Cependant, en dépit de l'utilisation large du diamant et des revêtements en céramique, l'expérimentation sur le silicium est aujourd'hui le sujet le plus étudié dans un domaine de recherches de couches épaisses. La production et les microprocesseurs de piles solaires fabriquant chacun des deux sont les champs principaux sur lesquels des efforts de recherches et d'optimisation de CVD sont concentrés.

Traitement de poudre

Le traitement des poudres est une autre application intéressante de CVD combinant le processus chimique (ayant lieu pendant le dépôt) avec l'effet mécanique produit par la technique à lit fluidisé. La déposition en phase vapeur à lit fluidisé (FBCVD) est l'une des techniques les plus efficaces pour functionalize, déposer dessus et enduire chaque particule individuelle d'une poudre de différentes espèces gazeuses. Des poudres activées et/ou enduites sont employées pour des applications, la synthèse de catalyseur, la synthèse de nanotubes de carbone et des conceptions antiusure de photoreactor.

Nanotubes de carbone

C'est l'une des plus nouvelles et prometteuses applications de CVD. Les nanotechnologies représentent l'avenir et la dernière frontière de la recherche mondiale. Dans ce contexte, nanotubes de carbone jouer une fonction clé. Fait par HFCVD ou PECVD, intérêt de nanotubes de carbone le grand est dû à leurs caractéristiques particulières rendant leur un matériel unique adaptable pour beaucoup d'applications. Les nanotubes de carbone sont le matériel le plus fort dans le terme de la résistance à la traction et le module élastique, qui les rend appropriés à beaucoup d'applications mécaniques et de production avancée de textile. Leur forme particulière les rend potentiellement utiles pour la création de filtre à air ou les buts du stockage H2 et leur nature de semi-conducteur peuvent tourner pour être efficaces pour des applications de l'électronique.

Appareillage de CVD.

Bien que chaque technique de dépôt fasse à utilisation une configuration matériel différente, tous les dépôts partagent le même principe de réaction ainsi que les mêmes caractéristiques de base peuvent être trouvées dans un chaque appareil. Un appareillage commun de CVD se compose de plusieurs composantes de base :

• Réacteur de CVD, la chambre dans lequel dépôt a lieu.

• La source d'énergie a dû fournir l'énergie/chaleur exigées pour obtenir les précurseurs dans réagir de phase gaseuse pour/de se décomposer.

• Système de vide, habituellement une pompe d'un système des pompes requises pour nettoyer complètement la chambre de toutes les espèces gazeuses peu désirées à l'étape initiale d'un procédé de dépôt.

• Dispositif d'échappement, mis en application pour le retrait des sous-produits volatils de la chambre de réaction.

• Mécanisme de chargement de substrat, une option créée pour présenter et enlever des substrats dans la chambre sans arrêter le procédé de dépôt.

• Système de livraison de gaz, utilisé pour mélanger le mélange et le fournir à la chambre de réacteur.

• Équipement à régulation de processus, la grande sélection de contrôles installés pour surveiller des paramètres de processus tels que des propriétés de mélange de pression, de la température, de temps et de gaz.

Mélange de gaz : Solution de MCQ

La solution de mélange de gaz utilisée généralement pour le dépôt consiste en 2 ou plus (selon la nature du mélange que l'expérimentation exige) les contrôleurs d'écoulement de la masse de simple canal, qui fonctionnent indépendamment entre eux. Afin de mélanger le mélange et contrôler les arrangements de mélange (c.-à-d. la quantité relative des précurseurs pendant la phase gazeuse) un boîtier de contrôle externe, lié à tous les contrôleurs d'écoulement de la masse, est ainsi exigé. Un tel système souffre de deux questions pratiques importantes : il exige une quantité considérable de l'espace de laboratoire et les changements de paramètres de mélange sont souvent laborieux, la rendant presque impossible à travailler avec les états de dépôt qui exigent des ajustements dynamiques de mélange. Le MCQ fait face à ces problèmes fournissant une nouvelle solution pour le gaz se mélangeant aux mélangeurs de gaz de MCQ, une série d'instruments particulièrement créés pour les applications anticipées de CVD. Nos mélangeurs de gaz sont haute précision jusqu'à 6 canaux mélangeant les dispositifs qui fonctionnent avec des médias non-agressifs de gaz. Les instruments, conçus après « laboratoire le principe dans boîte », offre tous les avantages des jusqu'à 6 contrôleurs à canal unique d'écoulement de la masse dans une boîte compacte, faciles de manipuler et installer partout où elle a eu besoin. Les mélangeurs de gaz n'exigent aucun boîtier de contrôle externe, pour tous les paramètres de mélange et d'autres arrangements de gaz peuvent être contrôlés par l'utilisateur avec le directeur de mélangeur de gaz de MCQ, le logiciel ont spécifiquement créé pour accéder à toutes les caractéristiques de mélangeur de gaz. Créez les mélanges et ajustez-les dynamiquement, avec la possibilité pour changer la composition en phase gaseuse n'importe quand et immédiatement, n'a jamais été plus facile. Le logiciel exige seulement un bureau ou des ordinateurs portables compatibles avec tous les systèmes effectifs de Windows à partir de Windows XP.

Un exemple de configuration matériel de mélangeurs de gaz de MCQ ?

Le gaz en service doit être les gaz secs et non-agressifs. Les instruments fonctionnent avec des médias purs ou de mélanges de gaz. Les cylindres de gaz sont reliés aux instruments par des tubes de 6 millimètres de diamètre et un clapet anti-retour est installé suivant chaque ligne en tant que dispositif de prévention de refoulement. Chaque gaz est relié et commandé par un canal consacré des mélangeurs de gaz. Encore tube de 6 millimètres relie finalement les instruments au système de travail (une chambre générique de réacteur de CVD) dans lequel l'expérience a lieu.