CVDtekniikoissa

CVD-tekniikat (kemiallinen höyrykasvatus) ovat kalvojen valmistukseen käytettyjä prosesseja, joissa substraatin pinnalle kasvaa kiinteä film, kun kaasumaiset esiasteet reagoivat substraatin pinnalla. Esiasteet voivat olla epäorgaanisia tai orgaanisia yhdisteitä ja ne voivat reagoida joko suoraan pinnalla tai plasman avulla. Reaktiotuotteet ja mahdolliset jäännökset poistuvat poistojärjestelmän kautta. Prosessi voidaan toteuttaa eri paineissa ja lämpötiloissa, ja kalvon paksuus sekä laatua hallitaan säätämällä kaasujen virtausta, lämpötilaa, painetta ja reaktiovoimaa. CVD-tekniikat antavat usein hyvän konformiteetin ja korkean puhtauden, mikä on tärkeää kolmiulotteisissa rakenteissa ja mikro-/nanoelektroniikassa.

Yleisimmät CVD-tekniikat ovat LPCVD (low-pressure CVD), APCVD (atmospheric-pressure CVD), PECVD (plasma-enhanced CVD) sekä metall-organic CVD (MOCVD). LPCVD tapahtuu matalassa paineessa ja tuottaa yleensä hyvin tasaisia kalvoja suurilla pinnoilla. APCVD operoi normaalissa ilmanpaineessa, ja järjestelmät ovat usein julkisivuissa yksinkertaisempia. PECVD hyödyntää plasman aktivoimaa, jolloin kertymät voivat olla alhaisemmissa lämpötiloissa, mikä mahdollistaa lämpöherkille substraateille soveltuvuuden. MO-CVD käyttää metallorganisia esiasteita ja on keskeinen tekniikka III–V- ja II–VI-semikonduktoreiden sekä LED- ja muiden optoelektroniikkan sovellusten kalvoissa.

Sovellukset kattavat esimerkiksi dielektriset kerrokset ja passivaatiokerrokset mikrosiruilla, suoja- ja kovakalvot kuten karbidit ja nitridit sekä laajasti opto- ja energiateknologian kalvot. CVD-tekniikat ovat tutkimuksen ja teollisuuden keskeisiä työkaluja materiaalien ja pintojen räätälöinnissä. Haasteita ovat esiasteiden turvallisuus ja kustannukset, prosessin monimutkaisuus sekä korkean konformiteetin ja suurten läpäisevien kalvojen hallinta korkean pitkinäytösten rakenteissa.