La deposición química en fase de vapor ( CVD ) es un método de deposición al vacío que se utiliza para producir materiales sólidos de alta calidad y alto rendimiento. El proceso se utiliza a menudo en la industria de los semiconductores para producir películas delgadas . [1]
En la CVD típica, la oblea (sustrato) se expone a uno o más precursores volátiles , que reaccionan y / o se descomponen en la superficie del sustrato para producir el depósito deseado. Con frecuencia, también se producen subproductos volátiles , que se eliminan mediante el flujo de gas a través de la cámara de reacción.
Los procesos de microfabricación utilizan ampliamente la CVD para depositar materiales en diversas formas, que incluyen: monocristalina , policristalina , amorfa y epitaxial . Estos materiales incluyen: silicio ( dióxido , carburo , nitruro , oxinitruro ), carbono ( fibra , nanofibras , nanotubos , diamante y grafeno ), fluorocarbonos , filamentos , tungsteno , nitruro de titanio y varios dieléctricos de alta k .
Tipos
La CVD se practica en una variedad de formatos. Estos procesos generalmente difieren en los medios por los cuales se inician las reacciones químicas.
- Clasificados por condiciones de funcionamiento:
- CVD a presión atmosférica (APCVD) - CVD a presión atmosférica.
- CVD de baja presión (LPCVD): CVD a presiones subatmosféricas. [2] Las presiones reducidas tienden a reducir las reacciones de fase gaseosa no deseadas y mejoran la uniformidad de la película a través de la oblea.
- CVD de vacío ultra alto (UHVCVD): CVD a muy baja presión, típicamente por debajo de 10 −6 Pa (≈10 −8 torr ). Tenga en cuenta que en otros campos, es común una división menor entre vacío alto y ultra alto , a menudo 10 −7 Pa.
- CVD subatmosférico (SACVD) - CVD a presiones subatmosféricas. Utiliza tetraetil ortosilicato (TEOS) y ozono para rellenar estructuras de Si de alta relación de aspecto con dióxido de silicio (SiO 2 ). [3]
La mayoría de las CVD modernas son LPCVD o UHVCVD.
- Clasificado por características físicas del vapor:
- CVD asistido por aerosol (AACVD) - CVD en el que los precursores se transportan al sustrato por medio de un aerosol líquido / gas, que se puede generar por ultrasonidos. Esta técnica es adecuada para su uso con precursores no volátiles.
- CVD de inyección directa de líquido (DLICVD) - CVD en el que los precursores están en forma líquida (líquido o sólido disuelto en un solvente conveniente). Las soluciones líquidas se inyectan en una cámara de vaporización hacia los inyectores (típicamente inyectores de automóviles). Los vapores precursores se transportan luego al sustrato como en la CVD clásica. Esta técnica es adecuada para su uso con precursores líquidos o sólidos. Se pueden alcanzar altas tasas de crecimiento utilizando esta técnica.
- Clasificados por tipo de calentamiento del sustrato:
- CVD de pared caliente: CVD en el que la cámara se calienta mediante una fuente de alimentación externa y el sustrato se calienta mediante la radiación de las paredes de la cámara calentadas.
- CVD de pared fría - CVD en el que solo el sustrato se calienta directamente ya sea por inducción o pasando corriente a través del sustrato mismo o un calentador en contacto con el sustrato. Las paredes de la cámara están a temperatura ambiente.
- Métodos de plasma (ver también Procesamiento de plasma ):
- CVD asistido por plasma de microondas (MPCVD)
- CVD mejorada con plasma (PECVD): CVD que utiliza plasma para mejorar las velocidades de reacción química de los precursores. [4] El procesamiento PECVD permite la deposición a temperaturas más bajas, lo que a menudo es crítico en la fabricación de semiconductores. Las temperaturas más bajas también permiten la deposición de recubrimientos orgánicos, como polímeros de plasma, que se han utilizado para la funcionalización de la superficie de nanopartículas. [5]
- CVD remoto mejorado con plasma (RPECVD): similar al PECVD excepto que el sustrato de la oblea no está directamente en la región de descarga de plasma. La eliminación de la oblea de la región de plasma permite que las temperaturas de procesamiento desciendan hasta la temperatura ambiente.
- Deposición química de vapor mejorada con plasma de baja energía (LEPECVD): CVD que emplea un plasma de alta densidad y baja energía para obtener la deposición epitaxial de materiales semiconductores a altas velocidades y bajas temperaturas.
- CVD de capa atómica ( ALCVD ): deposita capas sucesivas de diferentes sustancias para producir películas cristalinas en capas . Ver epitaxia de la capa atómica .
- Deposición química de vapor por combustión (CCVD): la deposición química de vapor por combustión o pirólisis de llama es una técnica de atmósfera abierta basada en llamas para depositar nanomateriales y películas delgadas de alta calidad.
- CVD de filamento caliente (HFCVD): también conocido como CVD catalítico (Cat-CVD) o, más comúnmente, CVD iniciado, este proceso utiliza un filamento caliente para descomponer químicamente los gases de origen. [6] La temperatura del filamento y la temperatura del sustrato se controlan de manera independiente, lo que permite temperaturas más frías para mejores tasas de absorción en el sustrato y temperaturas más altas necesarias para la descomposición de precursores en radicales libres en el filamento. [7]
- Deposición híbrida de vapor físico-químico (HPCVD): este proceso implica tanto la descomposición química del gas precursor como la vaporización de una fuente sólida.
- Deposición de vapor químico metalorgánico (MOCVD): este proceso de CVD se basa enprecursores metalorgánicos .
- CVD térmico rápido (RTCVD): este proceso de CVD utiliza lámparas de calentamiento u otros métodos para calentar rápidamente el sustrato de la oblea. Calentar solo el sustrato en lugar del gas o las paredes de la cámara ayuda a reducir las reacciones de fase gaseosa no deseadas que pueden conducir a la formación de partículas .
- Epitaxia en fase vapor (VPE)
- CVD fotoiniciado (PICVD): este proceso utiliza luz ultravioleta para estimular reacciones químicas. Es similar al procesamiento de plasma, dado que los plasmas son fuertes emisores de radiación ultravioleta. En determinadas condiciones, el PICVD puede funcionar a presión atmosférica o cerca de ella. [8]
- Deposición de vapor químico por láser (LCVD) : este proceso CVD utiliza láseres para calentar puntos o líneas en un sustrato en aplicaciones de semiconductores. En MEMS y en la producción de fibra, los láseres se utilizan rápidamente para descomponer el gas precursor (la temperatura del proceso puede superar los 2000 ° C) para construir una estructura sólida de la misma manera que las impresoras 3-D basadas en sinterización láser acumulan sólidos a partir de polvos .
Usos
La CVD se usa comúnmente para depositar películas conformadas y aumentar las superficies del sustrato de formas que las técnicas de modificación de superficies más tradicionales no son capaces de hacer. CVD es extremadamente útil en el proceso de deposición de capas atómicas al depositar capas de material extremadamente delgadas. Existe una variedad de aplicaciones para tales películas. El arseniuro de galio se utiliza en algunos circuitos integrados (CI) y dispositivos fotovoltaicos. El polisilicio amorfo se utiliza en dispositivos fotovoltaicos. Ciertos carburos y nitruros confieren resistencia al desgaste. [9] La polimerización por CVD, quizás la más versátil de todas las aplicaciones, permite recubrimientos superdelgados que poseen algunas cualidades muy deseables, como lubricidad, hidrofobicidad y resistencia a la intemperie, por nombrar algunas. [10] Recientemente se ha demostrado la ECV de las estructuras organometálicas , una clase de materiales nanoporosos cristalinos. [11] Recientemente ampliado como un proceso integrado de sala limpia que deposita sustratos de gran superficie, [12] las aplicaciones de estas películas se anticipan en la detección de gases y las técnicas de CVD con dieléctricos de baja k también son ventajosas para los recubrimientos de membranas, como los de desalinización. o tratamiento de agua, ya que estos recubrimientos pueden ser suficientemente uniformes (conformados) y delgados para que no obstruyan los poros de la membrana. [13]
Materiales comercialmente importantes preparados por CVD
Polisilicio
El silicio policristalino se deposita a partir de triclorosilano (SiHCl 3 ) o silano (SiH 4 ), mediante las siguientes reacciones: [14]
- SiHCl 3 → Si + Cl 2 + HCl
- SiH 4 → Si + 2 H 2
Esta reacción generalmente se realiza en sistemas LPCVD, ya sea con materia prima de silano puro o una solución de silano con 70 a 80% de nitrógeno . Temperaturas entre 600 y 650 ° C y presiones entre 25 y 150 Pa producen una tasa de crecimiento entre 10 y 20 nm por minuto. Un proceso alternativo utiliza una solución a base de hidrógeno . El hidrógeno reduce la tasa de crecimiento, pero la temperatura se eleva a 850 o incluso a 1050 ° C para compensar. El polisilicio se puede cultivar directamente con dopaje, si se agregan gases como fosfina , arsina o diborano a la cámara de CVD. El diborano aumenta la tasa de crecimiento, pero la arsina y la fosfina la disminuyen.
Dióxido de silicio
El dióxido de silicio (generalmente llamado simplemente "óxido" en la industria de los semiconductores) puede depositarse mediante varios procesos diferentes. Los gases de origen común incluyen silano y oxígeno , diclorosilano (SiCl 2 H 2 ) y óxido nitroso [15] (N 2 O) o tetraetilortosilicato (TEOS; Si (OC 2 H 5 ) 4 ). Las reacciones son las siguientes: [16]
- SiH 4 + O 2 → SiO 2 + 2 H 2
- SiCl 2 H 2 + 2 N 2 O → SiO 2 + 2 N 2 + 2 HCl
- Si (OC 2 H 5 ) 4 → SiO 2 + subproductos
La elección del gas fuente depende de la estabilidad térmica del sustrato; por ejemplo, el aluminio es sensible a las altas temperaturas. Depósitos de silano entre 300 y 500 ° C, diclorosilano a alrededor de 900 ° C y TEOS entre 650 y 750 ° C, lo que da como resultado una capa de óxido de baja temperatura (LTO). Sin embargo, el silano produce un óxido de menor calidad que los otros métodos (menor rigidez dieléctrica , por ejemplo) y se deposita de manera no conforme . Cualquiera de estas reacciones se puede utilizar en LPCVD, pero la reacción de silano también se realiza en APCVD. El óxido CVD tiene invariablemente una calidad inferior al óxido térmico , pero la oxidación térmica solo se puede utilizar en las primeras etapas de la fabricación de CI.
El óxido también se puede cultivar con impurezas ( aleado o " dopado "). Esto puede tener dos propósitos. Durante otros pasos del proceso que ocurren a alta temperatura, las impurezas pueden difundirse desde el óxido a las capas adyacentes (más notablemente al silicio) y doparlas. Los óxidos que contienen de 5 a 15% de impurezas en masa se utilizan a menudo para este propósito. Además, el dióxido de silicio aleado con pentóxido de fósforo ("vidrio P") se puede utilizar para suavizar superficies irregulares. El vidrio P se ablanda y refluye a temperaturas superiores a 1000 ° C. Este proceso requiere una concentración de fósforo de al menos el 6%, pero las concentraciones superiores al 8% pueden corroer el aluminio. El fósforo se deposita a partir del gas fosfina y el oxígeno:
- 4 PH 3 + 5 O 2 → 2 P 2 O 5 + 6 H 2
Los vidrios que contienen tanto boro como fósforo (vidrio de borofosfosilicato, BPSG) experimentan un flujo viscoso a temperaturas más bajas; se puede alcanzar alrededor de 850 ° C con vidrios que contienen alrededor del 5% en peso de ambos componentes, pero la estabilidad en el aire puede ser difícil de lograr. El óxido de fósforo en altas concentraciones interactúa con la humedad ambiental para producir ácido fosfórico. Los cristales de BPO 4 también pueden precipitar del vidrio que fluye al enfriarse; estos cristales no se graban fácilmente en los plasmas reactivos estándar utilizados para modelar óxidos, y darán como resultado defectos de circuito en la fabricación de circuitos integrados.
Además de estas impurezas intencionales, el óxido de CVD puede contener subproductos de la deposición. TEOS produce un óxido relativamente puro, mientras que el silano introduce impurezas de hidrógeno y el diclorosilano introduce cloro .
También se ha explorado la deposición a temperaturas más bajas de dióxido de silicio y vidrios dopados de TEOS utilizando ozono en lugar de oxígeno (350 a 500 ° C). Los vidrios de ozono tienen una conformabilidad excelente pero tienden a ser higroscópicos, es decir, absorben agua del aire debido a la incorporación de silanol (Si-OH) en el vidrio. La espectroscopia infrarroja y la deformación mecánica en función de la temperatura son valiosas herramientas de diagnóstico para diagnosticar tales problemas.
Nitrido de silicona
El nitruro de silicio se utiliza a menudo como aislante y barrera química en la fabricación de circuitos integrados. Las siguientes dos reacciones depositan nitruro de silicio de la fase gaseosa:
- 3 SiH 4 + 4 NH 3 → Si 3 N 4 + 12 H 2
- 3 SiCl 2 H 2 + 4 NH 3 → Si 3 N 4 + 6 HCl + 6 H 2
El nitruro de silicio depositado por LPCVD contiene hasta un 8% de hidrógeno. También experimenta una fuerte tensión de tracción , que puede agrietar películas de más de 200 nm. Sin embargo, tiene mayor resistividad y rigidez dieléctrica que la mayoría de los aisladores comúnmente disponibles en microfabricación (10 16 Ω · cm y 10 M V / cm, respectivamente).
Se pueden usar otras dos reacciones en plasma para depositar SiNH:
- 2 SiH 4 + N 2 → 2 SiNH + 3 H 2
- SiH 4 + NH 3 → SiNH + 3 H 2
Estas películas tienen mucho menos esfuerzo de tracción, pero peores propiedades eléctricas (resistividad de 10 6 a 10 15 Ω · cm y rigidez dieléctrica de 1 a 5 MV / cm). [17]
Rieles
CVD de tungsteno, utilizado para formar contactos conductores, vías y enchufes en un dispositivo semiconductor, [18] se logra a partir de hexafluoruro de tungsteno (WF 6 ), que se puede depositar de dos maneras:
- WF 6 → W + 3 F 2
- WF 6 + 3 H 2 → W + 6 HF
Otros metales, en particular el aluminio y el cobre , pueden depositarse mediante CVD. A partir de 2010[actualizar], no existían CVD comercialmente rentables para el cobre, aunque existen fuentes volátiles, como Cu ( hfac ) 2 . El cobre se deposita típicamente mediante galvanoplastia . El aluminio se puede depositar a partir de triisobutilaluminio (TIBAL) y compuestos de organoaluminio relacionados .
La CVD para molibdeno , tantalio , titanio y níquel se utiliza ampliamente. [ cita requerida ] Estos metales pueden formar siliciuros útiles cuando se depositan sobre silicio. Mo, Ta y Ti son depositados por LPCVD, a partir de sus pentacloruros. El níquel, el molibdeno y el tungsteno se pueden depositar a bajas temperaturas a partir de sus precursores de carbonilo. En general, para un metal arbitrario M , la reacción de deposición de cloruro es la siguiente:
- 2 MCl 5 + 5 H 2 → 2 M + 10 HCl
mientras que la reacción de descomposición del carbonilo puede ocurrir espontáneamente bajo tratamiento térmico o cavitación acústica y es la siguiente:
- M (CO) n → M + n CO
la descomposición de los carbonilos metálicos a menudo se precipita violentamente por la humedad o el aire, donde el oxígeno reacciona con el precursor del metal para formar metal u óxido metálico junto con dióxido de carbono.
Las capas de óxido de niobio (V) se pueden producir mediante la descomposición térmica del etóxido de niobio (V) con la pérdida de éter dietílico [19] [20] de acuerdo con la ecuación:
- 2 Nb (OC 2 H 5 ) 5 → Nb 2 O 5 + 5 C 2 H 5 OC 2 H 5
Grafeno
Se pueden utilizar muchas variaciones de CVD para sintetizar grafeno. Aunque se han realizado muchos avances, los procesos que se enumeran a continuación aún no son comercialmente viables.
- Fuente de carbono
La fuente de carbono más popular que se utiliza para producir grafeno es el gas metano. Una de las opciones menos populares es el asfalto de petróleo, que se destaca por ser económico pero más difícil de trabajar. [21]
Aunque el metano es la fuente de carbono más popular, se requiere hidrógeno durante el proceso de preparación para promover la deposición de carbono sobre el sustrato. Si la relación de flujo de metano e hidrógeno no es adecuada, se producirán resultados no deseados. Durante el crecimiento del grafeno, el papel del metano es proporcionar una fuente de carbono, el papel del hidrógeno es proporcionar átomos de H para corroer el C amorfo, [22] y mejorar la calidad del grafeno. Pero los átomos de H excesivos también pueden corroer el grafeno. [23] Como resultado, se destruye la integridad de la red cristalina y se deteriora la calidad del grafeno. [24] Por lo tanto, al optimizar la velocidad de flujo de los gases de metano e hidrógeno en el proceso de crecimiento, se puede mejorar la calidad del grafeno.
- Uso de catalizador
El uso de catalizadores es viable para cambiar el proceso físico de producción de grafeno. Los ejemplos notables incluyen nanopartículas de hierro, espuma de níquel y vapor de galio. Estos catalizadores pueden usarse in situ durante la acumulación de grafeno, [21] [25] o situados a cierta distancia en el área de deposición. [26] Algunos catalizadores requieren otro paso para eliminarlos del material de muestra. [25]
El crecimiento directo de grandes dominios monocristalinos de grafeno de alta calidad sobre un sustrato dieléctrico es de vital importancia para aplicaciones en electrónica y optoelectrónica. Combinando las ventajas tanto de la CVD catalítica como del sustrato dieléctrico ultraplano, la CVD asistida por catalizador gaseoso [27] allana el camino para sintetizar grafeno de alta calidad para aplicaciones de dispositivos mientras se evita el proceso de transferencia.
- Condiciones físicas
Las condiciones físicas como la presión circundante, la temperatura, el gas portador y el material de la cámara juegan un papel importante en la producción de grafeno.
La mayoría de los sistemas utilizan LPCVD con presiones que oscilan entre 1 y 1500 Pa. [21] [26] [28] [29] Sin embargo, algunos todavía utilizan APCVD. [25] Las presiones bajas se utilizan con mayor frecuencia ya que ayudan a prevenir reacciones no deseadas y producen un espesor de deposición más uniforme sobre el sustrato.
Por otro lado, las temperaturas utilizadas oscilan entre 800 y 1050 ° C. [21] [25] [26] [28] [29] Las altas temperaturas se traducen en un aumento de la velocidad de reacción. Se debe tener precaución ya que las altas temperaturas plantean niveles de peligro más altos además de mayores costos de energía.
- Gas portador
El gas hidrógeno y los gases inertes como el argón fluyen hacia el sistema. [21] [25] [26] [28] [29] Estos gases actúan como portadores, mejorando la reacción de la superficie y mejorando la velocidad de reacción, aumentando así la deposición de grafeno sobre el sustrato.
- Material de la cámara
Los tubos y cámaras de cuarzo estándar se utilizan en CVD de grafeno. [21] [25] [26] [28] [29] Se elige el cuarzo porque tiene un punto de fusión muy alto y es químicamente inerte. En otras palabras, el cuarzo no interfiere con ninguna reacción física o química independientemente de las condiciones.
- Métodos de análisis de resultados.
La espectroscopía Raman, la espectroscopía de rayos X, la microscopía electrónica de transmisión (TEM) y la microscopía electrónica de barrido (SEM) se utilizan para examinar y caracterizar las muestras de grafeno. [21] [25] [26] [28] [29]
La espectroscopia Raman se utiliza para caracterizar e identificar las partículas de grafeno; La espectroscopia de rayos X se utiliza para caracterizar estados químicos; TEM se utiliza para proporcionar detalles finos sobre la composición interna del grafeno; SEM se utiliza para examinar la superficie y la topografía.
A veces, la microscopía de fuerza atómica (AFM) se usa para medir propiedades locales como la fricción y el magnetismo. [28] [29]
La técnica de CVD de pared fría se puede utilizar para estudiar la ciencia de la superficie subyacente involucrada en la nucleación y el crecimiento del grafeno, ya que permite un control sin precedentes de los parámetros del proceso como las velocidades de flujo de gas, la temperatura y la presión, como se demostró en un estudio reciente. El estudio se llevó a cabo en un sistema de pared fría vertical construido en casa que utiliza calefacción resistiva al pasar corriente continua a través del sustrato. Proporcionó información concluyente sobre un mecanismo típico de nucleación y crecimiento mediado por la superficie involucrado en materiales bidimensionales cultivados utilizando CVD catalítico en las condiciones buscadas en la industria de los semiconductores. [30] [31]
Nanocintas de grafeno
A pesar de las emocionantes propiedades electrónicas y térmicas del grafeno, no es adecuado como transistor para futuros dispositivos digitales, debido a la ausencia de una banda prohibida entre las bandas de conducción y de valencia. Esto hace que sea imposible cambiar entre los estados activado y desactivado con respecto al flujo de electrones. Al reducir la escala, las nanocintas de grafeno de menos de 10 nm de ancho exhiben banda prohibida electrónica y, por lo tanto, son candidatos potenciales para dispositivos digitales. Sin embargo, el control preciso de sus dimensiones y, por tanto, de sus propiedades electrónicas, representa un objetivo desafiante, y las cintas suelen tener aristas rugosas que son perjudiciales para su rendimiento.
Diamante
El CVD se puede utilizar para producir un diamante sintético creando las circunstancias necesarias para que los átomos de carbono de un gas se depositen sobre un sustrato en forma cristalina. La CVD de diamantes ha recibido mucha atención en las ciencias de los materiales porque permite muchas aplicaciones nuevas que anteriormente se habían considerado demasiado caras. El crecimiento del diamante CVD ocurre típicamente a baja presión (1–27 kPa ; 0.145–3.926 psi ; 7.5–203 Torr ) e implica alimentar cantidades variables de gases en una cámara, energizarlos y proporcionar las condiciones para el crecimiento del diamante en el sustrato. Los gases siempre incluyen una fuente de carbono y, por lo general, también incluyen hidrógeno, aunque las cantidades utilizadas varían mucho según el tipo de diamante que se cultive. Las fuentes de energía incluyen filamento caliente , energía de microondas y descargas de arco , entre otras. La fuente de energía está destinada a generar un plasma en el que los gases se descomponen y se producen químicas más complejas. El proceso químico real para el crecimiento de diamantes aún está en estudio y se complica por la gran variedad de procesos de crecimiento de diamantes utilizados.
Usando CVD, se pueden hacer crecer películas de diamante sobre grandes áreas de sustrato con control sobre las propiedades del diamante producido. En el pasado, cuando se usaban técnicas de alta presión y alta temperatura (HPHT) para producir un diamante, el resultado era típicamente diamantes independientes muy pequeños de diferentes tamaños. Con CVD, se han logrado áreas de crecimiento de diamantes de más de quince centímetros (seis pulgadas) de diámetro y es probable que en el futuro se cubran con éxito áreas mucho más grandes con diamantes. Mejorar este proceso es clave para habilitar varias aplicaciones importantes.
El crecimiento del diamante directamente sobre un sustrato permite agregar muchas de las cualidades importantes del diamante a otros materiales. Dado que el diamante tiene la conductividad térmica más alta de cualquier material a granel, la aplicación de capas de diamante sobre componentes electrónicos que producen alto calor (como ópticas y transistores) permite que el diamante se utilice como disipador de calor. [32] [33] Las películas de diamante se cultivan en anillos de válvulas, herramientas de corte y otros objetos que se benefician de la dureza del diamante y su tasa de desgaste extremadamente baja. En cada caso, el crecimiento del diamante debe realizarse con cuidado para lograr la adhesión necesaria sobre el sustrato. La alta resistencia al rayado y la conductividad térmica del diamante, combinadas con un coeficiente de expansión térmica más bajo que el vidrio Pyrex , un coeficiente de fricción cercano al del teflón ( politetrafluoroetileno ) y una fuerte lipofilia lo convertirían en un recubrimiento antiadherente casi ideal para utensilios de cocina si son grandes las áreas del sustrato podrían recubrirse económicamente.
El crecimiento de CVD permite controlar las propiedades del diamante producido. En el área del crecimiento de diamantes, la palabra "diamante" se usa como una descripción de cualquier material compuesto principalmente de carbono unido sp3 , y hay muchos tipos diferentes de diamantes incluidos en esto. Regulando los parámetros de procesamiento, especialmente los gases introducidos, pero también incluyendo la presión bajo la que se opera el sistema, la temperatura del diamante y el método de generación de plasma, se pueden fabricar muchos materiales diferentes que pueden considerarse diamantes. El diamante monocristalino se puede fabricar con varios dopantes . [34] Se puede cultivar diamante policristalino que consta de tamaños de grano de varios nanómetros a varios micrómetros . [32] [35] Algunos granos de diamantes policristalinos están rodeados de carbono delgado que no es de diamante, mientras que otros no. Estos diferentes factores afectan la dureza, suavidad, conductividad, propiedades ópticas y más del diamante.
Calcogenuros
Comercialmente, el telururo de mercurio y cadmio es de interés continuo para la detección de radiación infrarroja. Este material, que consta de una aleación de CdTe y HgTe, se puede preparar a partir de los derivados dimetílicos de los elementos respectivos.
Ver también
- Diamante de Apolo
- Deposición de la capa atómica
- Cilindro burbujeador
- Metalurgia del carbonilo
- Deposición de vapor asistida por pulverización electrostática
- Elemento seis
- Galjanoplastia de iones
- Epitaxia en fase vapor metalorgánica
- Metrología virtual
- Investigador: Lisa McElwee-White
Referencias
- ^ Sadri, Rad (15 de enero de 2021). "Propiedades físicas controladas y mecanismo de crecimiento de nanobarras de siliciuro de manganeso" . Revista de aleaciones y compuestos . 851 : 156693. doi : 10.1016 / j.jallcom.2020.156693 .
- ^ "Deposición de vapor químico a baja presión - Tecnología y equipo" . Crystec Technology Trading GmbH.
- ^ Shareef, IA; Rubloff, GW; Anderle, M .; Gill, WN; Cotte, J .; Kim, DH (1 de julio de 1995). "Proceso de deposición química subatmosférica de vapor de ozono / TEOS para el llenado de zanjas de SiO2". Journal of Vacuum Science & Technology B: Procesamiento, medición y fenómenos de microelectrónica y estructuras nanométricas . 13 (4): 1888–1892. doi : 10.1116 / 1.587830 . ISSN 1071-1023 .
- ^ Crystec Technology Trading GmbH, Deposición de vapor químico mejorada por plasma: tecnología y equipos
- ^ Tavares, Jason; Swanson, EJ; Coulombe, S. (2008). "Síntesis de plasma de nanopartículas metálicas recubiertas con propiedades superficiales adaptadas para la dispersión". Procesos de plasma y polímeros . 5 (8): 759. doi : 10.1002 / ppap.200800074 .
- ^ Schropp, REI; B. Stannowski; AM Brockhoff; PATT van Veenendaal; JK Rath. "Hot wire CVD de películas delgadas semiconductoras de silicio policristalino y heterogéneo para aplicación en transistores de película delgada y células solares" (PDF) . Física y Mecánica de Materiales . págs. 73–82.
- ^ Gleason, Karen K .; Kenneth KS Lau; Jeffrey A. Caulfield (2000). "Estructura y morfología de las películas de fluorocarbono producidas por la deposición de vapor químico de filamentos calientes". Química de Materiales . 12 (10): 3032. doi : 10.1021 / cm000499w . S2CID 96618488 .
- ^ Dorval Dion, CA; Tavares, JR (2013). "Deposición de vapor químico fotoiniciado como una tecnología de funcionalización de partículas escalables (una revisión práctica)" . Tecnología de polvo . 239 : 484–491. doi : 10.1016 / j.powtec.2013.02.024 .
- ^ Wahl, Georg y col. (2000) "Thin Films" en la Enciclopedia de Química Industrial de Ullmann , Wiley-VCH, Weinheim. doi : 10.1002 / 14356007.a26_681
- ^ Gleason, Karen; Ayse Asatekin; Miles C. Barr; Samaan H. Baxamusa; Kenneth KS Lau; Wyatt Tenhaeff; Jingjing Xu (mayo de 2010). "Diseño de superficies poliméricas mediante deposición de vapor" . Materiales hoy . 13 (5): 26–33. doi : 10.1016 / S1369-7021 (10) 70081-X .
- ^ Stassen, yo; Estilos, M; Grenci, G; Van Gorp, H; Vanderlinden, W; De Feyter, S; Falcaro, P; De Vos, D; Vereecken, P; Ameloot, R (2015). "Deposición química en fase de vapor de películas delgadas de estructura de imidazolato zeolítico". Materiales de la naturaleza . 15 (3): 304–10. Código bibliográfico : 2016NatMa..15..304S . doi : 10.1038 / nmat4509 . PMID 26657328 .
- ^ Cruz, A .; Stassen, I .; Krishtab, M .; Marcoen, K .; Stassin, T .; Rodríguez-Hermida, S .; Teyssandier, J .; Pletincx, S .; Verbeke, R .; Rubio-Giménez, V .; Tatay, S .; Martí-Gastaldo, C .; Meersschaut, J .; Vereecken, PM; De Feyter, S .; Hauffman, T .; Ameloot, R. (2019). "Proceso integrado de sala limpia para la deposición en fase de vapor de películas delgadas de estructura de imidazolato zeolítico de gran superficie". Química de Materiales . 31 (22): 9462–9471. doi : 10.1021 / acs.chemmater.9b03435 . hdl : 10550/74201 .
- ^ Servi, Amelia T .; Guillén-Burrieza, Elena; Warsinger, David M .; Livernois, William; Notarangelo, Katie; Kharraz, Jehad; Lienhard V, John H .; Arafat, Hassan A .; Gleason, Karen K. (2017). "Los efectos del espesor de la película iCVD y la conformalidad sobre la permeabilidad y humectación de las membranas MD" (PDF) . Revista de ciencia de membranas . 523 : 470–479. doi : 10.1016 / j.memsci.2016.10.008 . hdl : 1721,1 / 108260 . ISSN 0376-7388 .
- ^ Simmler, W. "Compuestos de silicio, inorgánicos". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002 / 14356007.a24_001 .
- ^ Actas del Tercer Congreso Mundial de Ingeniería Química, Tokio, p. 290 (1986)
- ^ Cao, Guozhong; Wang, Ying (2011). Nanoestructuras y nanomateriales: síntesis, propiedades y aplicaciones . Publicaciones científicas mundiales. pag. 248. doi : 10.1142 / 7885 . ISBN 978-981-4322-50-8.
- ^ Sze, SM (2008). Dispositivos semiconductores: física y tecnología . Wiley-India. pag. 384. ISBN 978-81-265-1681-0.
- ^ "Familia de productos ALTUS" . Lam Research . Consultado el 21 de abril de 2021 .
- ^ Maruyama, Toshiro (1994). "Propiedades electrocrómicas de películas delgadas de óxido de niobio preparadas por deposición de vapor químico". Revista de la Sociedad Electroquímica . 141 (10): 2868–2871. doi : 10.1149 / 1.2059247 .
- ^ Rahtu, Antti (2002). Deposición en capa atómica de óxidos de alta permisividad: crecimiento de película y estudios in situ (tesis). Universidad de Helsinki. hdl : 10138/21065 . ISBN 952-10-0646-3.
- ^ a b c d e f g Liu, Zhuchen; Tu, Zhiqiang; Li, Yongfeng; Yang, Fan; Han, Shuang; Yang, Wang; Zhang, Liqiang; Wang, Gang; Xu, Chunming (1 de mayo de 2014). "Síntesis de grafeno tridimensional a partir de asfalto de petróleo por deposición de vapor químico". Materiales Cartas . 122 : 285-288. doi : 10.1016 / j.matlet.2014.02.077 .
- ^ Park, Hye Jin; Meyer, Jannik; Roth, Siegmar; Skákalová, Viera (primavera de 2010). "Crecimiento y propiedades del grafeno de pocas capas preparado por deposición química de vapor". Carbono . 48 (4): 1088–1094. arXiv : 0910.5841 . doi : 10.1016 / j.carbon.2009.11.030 . ISSN 0008-6223 . S2CID 15891662 .
- ^ Wei, Dacheng; Lu, Yunhao; Han, Cheng; Niu, Tianchao; Chen, Wei; Wee, Andrew Thye Shen (31 de octubre de 2013). "Crecimiento crítico de cristales de grafeno en sustratos dieléctricos a baja temperatura para dispositivos electrónicos". Angewandte Chemie . 125 (52): 14371–14376. doi : 10.1002 / ange.201306086 . ISSN 0044-8249 . PMID 24173776 .
- ^ Chen, Jianyi; Guo, Yunlong; Wen, Yugeng; Huang, Liping; Xue, Yunzhou; Geng, Dechao; Wu, Bin; Luo, Birong; Yu, Gui (14 de febrero de 2013). "Grafeno: crecimiento sin catalizador metálico de dos etapas de películas de grafeno policristalino de alta calidad sobre sustratos de nitruro de silicio (Adv. Mater. 7/2013)" . Materiales avanzados . 25 (7): 992–997. doi : 10.1002 / adma.201370040 . ISSN 0935-9648 .
- ^ a b c d e f g Patel, Rajen B .; Yu, Chi; Chou, Tsengming; Iqbal, Zafar (2014). "Ruta de síntesis novedosa al grafeno utilizando nanopartículas de hierro". Revista de Investigación de Materiales . 29 (14): 1522-1527. Código bibliográfico : 2014JMatR..29.1522P . doi : 10.1557 / jmr.2014.165 .
- ^ a b c d e f Murakami, Katsuhisa; Tanaka, Shunsuke; Hirukawa, Ayaka; Hola, Takaki; Kuwajima, Tomoya; Kano, Emi; Takeguchi, Masaki; Fujita, junio-ichi (2015). "Síntesis directa de grafeno de gran superficie sobre sustrato aislante por deposición de vapor químico asistido por vapor de galio". Letras de Física Aplicada . 106 (9): 093112. Código Bibliográfico : 2015ApPhL.106i3112M . doi : 10.1063 / 1.4914114 .
- ^ Tang, Shujie; Wang, Haomin; Wang, Huishan (2015). "Crecimiento rápido catalizado por silano de grafeno monocristalino grande en nitruro de boro hexagonal" . Comunicaciones de la naturaleza . 6 : 6499. arXiv : 1503.02806 . Código Bibliográfico : 2015NatCo ... 6.6499T . doi : 10.1038 / ncomms7499 . PMC 4382696 . PMID 25757864 .
- ^ a b c d e f Zhang, CanKun; Lin, WeiYi; Zhao, ZhiJuan; Zhuang, ping-ping; Zhan, LinJie; Zhou, YingHui; Cai, WeiWei (5 de septiembre de 2015). "Síntesis de CVD de grafeno dopado con nitrógeno utilizando urea". Science China Física, Mecánica y Astronomía . 58 (10): 107801. Bibcode : 2015SCPMA..58.7801Z . doi : 10.1007 / s11433-015-5717-0 . S2CID 101408264 .
- ^ a b c d e f Kim, Sang-Min; Kim, Jae-Hyun; Kim, Kwang-Seop; Hwangbo, Yun; Yoon, Jong-Hyuk; Lee, Eun-Kyu; Ryu, Jaechul; Lee, Hak-Joo; Cho, Seungmin (2014). "Síntesis de CVD-grafeno en láminas de cobre calentadas rápidamente". Nanoescala . 6 (9): 4728–34. Código Bibliográfico : 2014Nanos ... 6.4728K . doi : 10.1039 / c3nr06434d . PMID 24658264 . S2CID 5241809 .
- ^ Das, Shantanu; Drucker, Jeff (2017). "Nucleación y crecimiento de grafeno de una sola capa sobre Cu electrodepositado por deposición de vapor químico de pared fría" . Nanotecnología . 28 (10): 105601. Bibcode : 2017Nanot..28j5601D . doi : 10.1088 / 1361-6528 / aa593b . PMID 28084218 .
- ^ Das, Shantanu; Drucker, Jeff (28 de mayo de 2018). "Escalado de precoalescencia de tamaños de islas de grafeno". Revista de Física Aplicada . 123 (20): 205306. Bibcode : 2018JAP ... 123t5306D . doi : 10.1063 / 1.5021341 .
- ^ a b Costello, M; Tossell, D; Reece, D; Brierley, C; Salvaje, J (1994). "Recubrimientos protectores de diamante para componentes ópticos". Diamante y materiales relacionados . 3 (8): 1137-1141. Código Bibliográfico : 1994DRM ..... 3.1137C . doi : 10.1016 / 0925-9635 (94) 90108-2 .
- ^ Sun Lee, Woong; Yu, Jin (2005). "Estudio comparativo de cargas térmicamente conductivas en underfill para los componentes electrónicos". Diamante y materiales relacionados . 14 (10): 1647–1653. Código bibliográfico : 2005DRM .... 14.1647S . doi : 10.1016 / j.diamond.2005.05.008 .
- ^ Isberg, J (2004). "Diamante monocristalino para aplicaciones electrónicas" . Diamante y materiales relacionados . 13 (2): 320–324. Código bibliográfico : 2004DRM .... 13..320I . doi : 10.1016 / j.diamond.2003.10.017 .
- ^ Krauss, A (2001). "Películas delgadas de diamante ultraanocristalino para MEMS y dispositivos de montaje mecánico en movimiento". Diamante y materiales relacionados . 10 (11): 1952-1961. Código Bibliográfico : 2001DRM .... 10.1952K . doi : 10.1016 / S0925-9635 (01) 00385-5 .
Otras lecturas
- Jaeger, Richard C. (2002). "Film Deposition". Introducción a la fabricación microelectrónica (2ª ed.). Upper Saddle River: Prentice Hall. ISBN 978-0-201-44494-0.
- Smith, Donald (1995). Deposición de película fina: principios y práctica . MacGraw-Hill. ISBN 978-0-07-058502-7.
- Dobkin y Zuraw (2003). Principios de la deposición química de vapor . Kluwer. ISBN 978-1-4020-1248-8.
- K. Okada "Deposición química de vapor de diamante nanocristalino mejorada con plasma" Sci. Technol. Adv. Mater. 8 (2007) 624 revisión de descarga gratuita
- T. Liu, D. Raabe y S. Zaefferer "Un análisis EBSD tomográfico 3D de una película delgada de diamante CVD" Sci. Technol. Adv. Mater. 9 (2008) 035013 descarga gratuita
- Folleto CVD Diamond de Christoph Wild "Propiedades y fórmula útil del diamante CVD " (2008) Descarga gratuita en PDF
- Dennis W. Hess, DEPOSICIÓN DE VAPORES QUÍMICOS DE PELÍCULAS DIELÉCTRICAS Y METÁLICAS , descarga gratuita de Electronic Materials and Processing: Actas del primer Congreso de procesamiento y materiales electrónicos celebrado junto con el Congreso Mundial de Materiales de 1988 Chicago, Illinois, EE. 1988, editado por Prabjit Singh (patrocinado por la División de Procesamiento y Materiales Electrónicos de ASM INTERNATIONAL)