دانلود مقالات ISI درباره رسوب بخار شیمیایی یا انباشت به روش تبخیر شیمیایی + ترجمه فارسی

رسوب بخار شیمیایی (به انگلیسی: Chemical vapor deposition) یا انباشت به روش تبخیر شیمیایی به اختصار( CVD) یکی از روش‌های شیمیایی لایه نشانی است که در تولید لایه‌های بسیار خالص میکروبلورین در فناوری نیم رساناها به کار می‌رود. غالباً انباشت روی زیر لایه‌ای از ماده مشابه (مانند سیلیسیم روی سیلیسم) انجام می‌شود. این انباشت ممکن است از طریق چند نوع واکنش شیمیایی انجام شود: گرماکافت که در آن از دمای زیاد برای تجزیه ماده استفاده می‌شود. نورکافت که در آن از نور فرابنفش یا فروسرخ برای تجزیه ترکیب‌های گازی استفاده می‌شود. به طور کلی سه رژیم واکنش سطحی (سینتیکی)، نفوذ (انتقال جرم) و واجذب در فرآیند رسوب دهی شیمیایی درگیر است. فرآیند رسوب دهی بخار شیمیایی، شامل پنج مرحله است: 1-ورود گازهای واکنش دهنده به داخل راکتور 2-نفوذ گازها از طریق یک لایه مرزی 3- تماس گازها با سطح زیرپایه 4-انجام عملیات نشست روی سطح زیرپایه 5- نفوذ محصولات جانبی واکنش از طریق لایه مرزی رسوب دهی شیمیایی بخار از ابتدا به عنوان یک راه موثر برای ساخت طیف وسیعی از قطعات و محصولات به عنوان یک فرآیند تولید جدید در چندین بخش صنعتی شامل صنعت نیمه هادی، صنعت سرامیک و غیره توسعه داده شده است. این روش بر اثر تلاش زیاد محققان دانشگاهی و صنعت در واحد های تحقیق و توسعه از گستره اولیه خود در صنایع نیمه هادی و میکروالکترونیک بسیار فراتر رفته است. از دلایل توسعه پذیر بودن روش های CVD می توان به توانایی تولید لایه هایی با تنوع زیاد،پوشش فلزات، نیمه رسانا ها و ساخت لایه هایی با ترکیبات آلی و غیر آلی اشاره کرد. لایه های ایجاد شده معمولا در شکل بلوری یا شیشه ای (آمورف) و با کنترل خواص مطلوب بدست می آیند. CVD جزء تکنیک هایی است که به طور نسبی پیشرفت زیادی داشته است. به طور کلی در روش CVD، یک ماده ی جامد از واکنش شیمیایی در فاز بخار (و یا بر سطح بستر) بوجود می آید. تشکیل دوده به دلیل اکسید شدن ناقص هیزم در حال سوختن، در زمان های قبل از میلاد احتمالا قدیمی ترین نمونه رسوب گذاری با استفاده از CVD می باشد. بهره برداری صنعتی از CVD به مقاله de Lodyguine در سال 1893 مربوط می شود که تنگستن (W) را بر روی رشته های لامپ کربنی از طریق کاهش WCl6 به وسیله H2 رسوب داده بود. در 40 سال گذشته کاربردهای CVD به طور قابل ملاحظه ای با تکیه بر جنبه های رسوب گذاری رشد بسیار زیادی داشته است. با پیشرفت فرآیند CVD این تکنیک مهم در پوشش دهی، برای تولید لایه های نازک نیمه هادی ها و پوشش هایی با خصوصیات سطحی بهبود یافته تبدیل شود. بهبود در خصوصیاتی همچون محافظت در برابر سایش، خوردگی، اکسید شدن، واکنش های شیمیایی، تنش حرارتی و فرآیندهای جذب نوترون از این دسته اند. روش CVD می‌تواند تحت خلا و یا فشار های پایین انجام شود. اگر از فشار های پایین استفاده شود، رسوب دهی شیمیایی بخار فشار پایین LP-CVD نامیده می‌شود. معمولا در این سیستم جوانه زنی فاز گازی کاهش می ‌یابد و بنابراین برای ساخت فیلم جامد روی زیرپایه و بدون ذرات ناخواسته، مناسب است. فیلم جامد می‌تواند به ‌صورت آمورف، چند بلوری و یا تک بلور با خواص ویژه روی زیرپایه مناسب تهیه شود. راکتور CVD می‌تواند به دو صورت افقی و یا عمودی ساخته شود. هنگامی که راکتور به‌ صورت افقی باشد، جریان گاز به‌ صورت موازی با سطح زیرپایه است و هنگامی که راکتور عمودی باشد، جریان گاز عمود بر سطح زیرپایه است. اخیرا با استفاده از پیش ماده‌های آلی- فلزی، دمای رشد کاهش یافته و بنابراین می ‌توان فیلم ‌های نازک با کیفیت بهتری تهیه کرد. این روش به رسوب دهی شیمیایی بخار آلی- فلز MOCVD معروف است. می‌ توان از منابع پر انرژی مثل پلاسما و یا نور فرابنفش نیز در این روش استفاده کرد که در این صورت به ترتیب رسوب دهی شیمیایی بخار پلاسما PE-CVD و رسوب دهی شیمیایی بخار فوتونی (Photo-CVD) نامیده می ‌شود. در اکثر فرآیندهای CVD، به دلیل از بین رفتن مواد اولیه و نیز ایجاد ذرات ناخواسته در فیلم ایجاد شده، باید از تشکیل ذرات در فاز گازی جلوگیری کرد. اما تحت شرایط آزمایشی مشخصی مانند ساخت نانوپودرها و یا نانوذرات، تشکیل ذرات در فاز گاز مطلوب است. جوانه زنی در فاز گاز و کنترل رشد ذرات از مهم‌ ترین فاکتور های فرآیند رشد است. توزیع اندازه ذرات توسط تعداد جوانه های تشکیل ‌شده در راکتور و غلظت تراکم مواد، کنترل می‌ شود. به وسیله افزایش دما و فشار کلی، کاهش سرعت جریان کلی و ترکیب محلی فاز گاز به نظر می‌رسد می‌توان تعادلات فاز گازی همگن را به‌ دست آورد. این یکی از ویژگی‌ های راکتور با دیواره گرم است. تحت این شرایط، حالت فوق اشباعی در فاز گاز به‌دست می‌ آید.