PVD vs CVD
Dec 25, 2017| Per discutir les diferències entre els processos de deposició de vapor químic i físic, hem de descriure'ls.
Deposició de vapor químic (CVD) : un precursor s'introdueix en una cambra de reacció i està controlat per reguladors de flux equilibrat i vàlvules de control. Les molècules precursores passen pel substrat, s'extreuen a la capa límit, i es dipositen sobre la superfície del substrat.
La deposició física de vapor (PVD) es compon de diferents mètodes, com ara l'evaporació, el polvoritzador i l'epitaxi de mola molecular (MBE).
Evaporació: el material s'escalfa a una fase gasosa, on es difumina a través del buit al substrat.
Sputtering: es genera primer el plasma; aquest plasma conté ions d'argó i electrons. A continuació, els àtoms del blanc són expulsats després d'haver estat atacats per ions d'argó. Els àtoms del blanc passen a través del plasma i formen una capa sobre el substrat.
Epitaxis de mola molecular: el substrat es neteja i es carrega en una cambra que s'evacua i s'escalfa per expulsar els contaminants de la superfície i per rugir la superfície del substrat. Les bigues moleculars emeten una petita quantitat de material d'origen a través d'un obturador, que després es recopila sobre el substrat.
Avantatges i inconvenients
Depenent de l'aplicació, hi ha arguments de so per a l'ús de qualsevol dels dos processos (PVD o CVD). Una de les raons per utilitzar un procés de deposició de vapor físic (com el polvoritzador) en comptes de la deposició de vapor químic és el requisit de temperatura. Els processos CVD s'executen a temperatures molt més altes que els processos PVD, generalment entre 300 ° C i 900 ° C. Aquesta calor es subministra mitjançant un forn, una bobina de RF o un làser, però sempre escalfa el substrat. Els substrats que no poden tolerar aquesta temperatura han de tenir filmes primes dipositades per la forma física de la deposició de vapor. El benefici de la temperatura del substrat en alguns processos de CVD és que hi ha menys deposició de residus, especialment en reactors de paret de fred, ja que només es recoberten les superfícies escalfades. Amb l'ús d'un sistema de calefacció làser, el procés de deposició de vapor químic es torna selectiu a la trajectòria del làser; això és un avantatge diferent sobre els mètodes de deposició de vapor físic, com el polvoritzador. L'epitaxi de la biga molecular (procés PVD) té un avantatge diferent del control de nivell atòmic de la composició química, el gruix de la pel·lícula i la nitidesa de la transició. Aquest procés és relativament més car, però val la pena el cost afegit per a aplicacions que requereixen una major precisió. El polvorització (procés PVD) no requereix l'ús de materials precursors especialitzats tal com s'utilitza en CVD. Sputtering té una gamma més àmplia de materials fàcilment disponibles per a la deposició. Un altre avantatge de la deposició de vapor físic sobre la deposició de vapor químic és la qüestió de seguretat dels materials que s'utilitzen per a la deposició de vapor químic. Se sap que alguns precursors i alguns subproductes són tòxics, pirofòrics o corrosius. Això pot causar problemes amb el maneig i l'emmagatzematge de materials. Hi ha aplicacions que poden utilitzar mètode de deposició amb èxit. Tanmateix, un enginyer experimentat podria recomanar fàcilment la deposició de vapor químic o físic per a un treball basat en criteris com ara el cost, el gruix de la pel·lícula, la disponibilitat de material font i el control compositiu.