PVD ve CVD

Kimyasal ve fiziksel buhar çökeltme işlemleri arasındaki farklılıkları tartışmak için bunları tanımlamamız gerekir.

Kimyasal Buhar Depozisyonu (CVD) - Bir öncü, bir reaksiyon odasına konur ve dengeli akış regülatörleri ve kontrol valfleri tarafından kontrol edilir. Prekürsör moleküller substrattan geçer, sınır tabakasına çekilir ve substrat yüzeyine çöker.

Fiziksel Buhar Depozisyonu (PVD) , buharlaşma, püskürtme ve moleküler beam epitaxy (MBE) gibi farklı yöntemlerden oluşur.

Buharlaşma: Malzeme bir gaz fazına ısıtılır ve burada bir vakumdan alt tabakaya dağılır.

Püskürtme: Önce plazma üretilir; Bu plazma argon iyonları ve elektronları içerir. Ardından, hedefin atomları argon iyonlarıyla vurulduktan sonra atılır. Hedeften gelen atomlar daha sonra plazmadan geçerler ve substrat üzerinde bir tabaka oluştururlar.

Moleküler kiriş epitaksisi: Yüzey temizlenir ve yüzey kontaminantlarını gidermek ve yüzeyin pürüzlendirilmesi için boşaltılan ve ısıtılmış bir odaya yüklenir. Moleküler kirişler, daha sonra substrat üzerinde toplanan bir kapak yardımıyla az miktarda kaynak malzemesi yayar.

Avantajlar ve dezavantajlar  

Uygulamaya bağlı olarak, ya süreç (PVD ya da CVD) kullanımı için sağlam argümanlar vardır. Kimyasal buhar biriktirme yerine fiziksel buhar biriktirme işlemi (püskürtme gibi) kullanmak için bir neden, sıcaklık gereksinimidir. CVD işlemleri genellikle PVD proseslerinden daha yüksek sıcaklıklarda, genellikle 300 ° C ve 900 ° C arasında yürütülür. Bu ısı bir fırın, RF bobini veya lazer tarafından sağlanır, ancak her zaman alt tabakayı ısıtır. Bu sıcaklığı tolere edemeyen alt tabakaların fiziksel formdaki buhar biriktirme yerine ince filmler bırakması gerekir. Bazı CVD işlemlerinde yüzey sıcaklığının yararı, özellikle soğuk duvarlı reaktörlerde atık birikiminin daha az olmasıdır, çünkü yalnızca ısıtılmış yüzeyler kaplanmaktadır. Bir lazer ısıtma sistemi kullanılarak, kimyasal buhar biriktirme işlemi lazerin yoluna göre seçici hale gelir; bu, püskürtme gibi fiziksel buhar biriktirme yöntemlerine kıyasla belirgin bir avantajdır. Moleküler beam epitaxy (PVD prosesi), kimyasal bileşimin, film kalınlığının ve geçiş keskinliğinin atomik seviyede kontrol edilmesinden belirgin bir avantaja sahiptir. Bu işlem nispeten daha pahalıdır, ancak daha yüksek hassaslık isteyen uygulamalar için katma değere sahiptir. Püskürtme (PVD prosesi), CVD'de kullanılan uzmanlaşmış prekürsör materyallerin kullanılmasını gerektirmez. Püskürtme, biriktirme için hazır olan daha geniş bir materyal yelpazesine sahiptir. Kimyasal buhar çökeltmesine göre fiziksel buhar birikiminin bir diğer avantajı, kimyasal buhar birikimi için kullanılan malzemelerin güvenlik sorunudur. Bazı öncüllerin ve bazı yan ürünlerin toksik, piroforik veya aşındırıcı olduğu bilinmektedir. Bu malzeme elleçleme ve saklama ile ilgili sorunlara neden olabilir. Depozisyon yöntemini başarıyla kullanabilen uygulamalar vardır. Bununla birlikte, deneyimli bir mühendis, bir iş için maliyet, film kalınlığı, kaynak materyal kullanılabilirliği ve bileşim kontrolü gibi kriterlere dayanarak kimyasal veya fiziksel buhar birikimini kolayca önerebilir.