Chemiczne osadzanie z fazy gazowej - omówienie

Nasza ocena:

3
Pobrań: 140
Wyświetleń: 854
Komentarze: 0
Notatek.pl

Pobierz ten dokument za darmo

Podgląd dokumentu
Chemiczne osadzanie z fazy gazowej - omówienie - strona 1 Chemiczne osadzanie z fazy gazowej - omówienie - strona 2 Chemiczne osadzanie z fazy gazowej - omówienie - strona 3

Fragment notatki:

Chemiczne osadzanie z  fazy gazowej CVD (Chemical Vapour Deposition) – metoda  chemicznego osadzania z fazy gazowej  obejmuje  procesy, w których substraty do nakładania powłoki  transportowane są w postaci lotnych związków  chemicznych do podłoża, na którym zachodzi reakcja  chemiczna z utworzeniem powłoki. Jest metodą  efektywną, dzięki której można otrzymać warstwy o  grubości do 20µm (chociaż jest możliwość otrzymania  grubszych warstw i monolitycznych struktur). Podstawowe zjawiska w procesie chemicznego  osadzania powłok z fazy gazowej Podłoże                     Dyfuzja wzajemna Schematyczne zobrazowanie procesu CVD: 1 – transport reagentów, 2 – adsorpcja, 3 – reakcje chemiczne, 4 – dyfuzja powierzchnia, 5 – zarodkowanie i wzrost powłoki, 6 – desorpcja, 7 – transport produktów reakcji 1 7 strumień główny Warstwa  graniczna 2 6 3 4 5 Całość zjawisk występujących w osadzaniu powłoki można przedstawić jako  kolejne procesy elementarne: 1) Transport gazowych reagentów do strefy granicznej otaczającej  powierzchnię podłoża, 2) Transport gazowych reagentów przez warstwę graniczną do powierzchni  podłoża, 3) Homogeniczne reakcje w fazie gazowej, 4) Adsorpcja reagentów na powierzchni podłoża, 5) Heterogeniczne reakcje chemiczne (reakcje powierzchniowe) między  zaadsorbowanymi reagentami lub między zaadsorbowanymi  reagentami i reagentami z fazy gazowej, 6) Zarodkowanie i wzrost powłoki, 7) Desorpcja zbędnych produktów reakcji chemicznych, 8) Transport gazowych produktów reakcji chemicznych z powierzchni  podłoża do fazy gazowej objętościowej, 9) Transport gazowych produktów reakcji chemicznych na zewnątrz  warstwy granicznej (przepływu głównego). Pośród wymienionych procesów składających się na wzrost powłoki, występują procesy zachodzące jednocześnie, jak również jeden po drugim. W procesach przebiegających kolejno po sobie, szybkość wzrostu powłoki ograniczana jest procesem najwolniejszym. W procesach zachodzących jednocześnie, szybkość wzrostu powłoki limitowana jest procesem najszybciej zachodzącym. Procesami przebiegającymi jednocześnie są np.: dyfuzja powierzchniowa, reakcje na powierzchni podłoża oraz zarodkowanie Dominujący wpływ określonego procesu na szybkość wzrostu powłoki zależy od parametrów osadzania (temperatury, ciśnienia i szybkości przepływu reagentów). Wysoka temperatura – szybkość reakcji kontrolowana jest szybkością  dostarczania reagentów do reaktora, Niska temperatura i obniżone ciśnienie – najwolniejszy etapem 

(…)


osadzania z fazy gazowej
Pomimo, iż CVD nie jest procesem równowagowym, lecz jest kontrolowany
przez kinetykę reakcji i zjawiska transportu analiza termodynamiczna jest
użyteczna w ocenie możliwości otrzymania powłoki z danych związków przy
określonej temperaturze i ciśnieniu.
Kryterium termodynamicznym zajścia reakcji przy zadanym ciśnieniu i
temperaturze jest znak entalpii swobodnej reakcji .
Gdy ≤ 0, to w danych warunkach reakcja odwracalna przebiega
samorzutnie, zgodnie z jej zapisem. Wartość entalpii swobodnej związku
wyraża równanie:
gdzie: R – stała gazowa, T – temperatura, - ciśnieniowa stała równowagi
określona równaniem:
Parametry procesu CVD z funkcji termodynamicznych w układach
wieloskładnikowych i wielofazowych można wyznaczyć metodą
optymalizacyjną lub rozwiązując układ równań nieliniowych. W pierwszej
metodzie rozpatruje się entalpię swobodną układu w funkcji stopnia
przereagowania reakcji chemicznych ( ):
W warunkach równowagi zależność przyjmuje wartość
minimalną. Odpowiadający wartości minimalnej stopień
przereagowania charakteryzuje równowagową koncentrację reagentów i
produktów.
Całkowita entalpia swobodna układu, zawierającego m składników w
fazie gazowej i fazie stałej dana…
… otrzymania powłoki z danych związków przy
określonej temperaturze i ciśnieniu.
Kryterium termodynamicznym zajścia reakcji przy zadanym ciśnieniu i
temperaturze jest znak entalpii swobodnej reakcji
.
Gdy
≤ 0, to w danych warunkach reakcja odwracalna przebiega
samorzutnie, zgodnie z jej zapisem. Wartość entalpii swobodnej związku
wyraża równanie:
gdzie: R – stała gazowa, T – temperatura,
określona równaniem…
… do
produkcji diod laserowych i elektroluminescencyjnych (LED) oraz baterii słonecznych
Właściwości badane po otrzymywanych powłok
•Grubość warstwy
•Chropowatość powierzchni
•Skład chemiczny
•Struktura
Adhezja
•Wytrzymałość
•Twardość
•Opór
•Stała dielektryczna
•Piezoelektryczne właściwości
PVD - (ang. Physical Vapour Deposition) polega na krystalizacji par metali
lub faz z plazmy na powierzchni docelowej…
... zobacz całą notatkę

Komentarze użytkowników (0)

Zaloguj się, aby dodać komentarz