Language: Perian/Farsi Title: CVD, Chemical Vapor Deposition Farsi Title: رسوب دهی از فاز بخار Editor: Mohamadreza Govahi Mentor: Eng. Parviz Mirakhourli Faculty of Engineering & Technology, Islamic Azad University Karaj Branch (KIAU), 2014.

1. ‫رضا‬ ‫محمد‬‫گواهــــــــــــی‬

2. ‫بخار‬ ‫فاز‬ ‫از‬ ‫شیمیایی‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬
‫و‬ ‫فلزی‬ ‫های‬ ‫الیه‬ ‫رسوب‬ ‫برای‬ ‫فراگیر‬ ‫فرایندی‬
‫باشد‬ ‫می‬ ‫سرامیکی‬.
‫واکنش‬ ‫از‬ ‫جامد‬ ‫ماده‬ ‫یک‬ ‫فرایند‬ ‫این‬ ‫طی‬
‫آید‬ ‫می‬ ‫بوجود‬ ‫بخار‬ ‫فاز‬ ‫در‬ ‫شیمیایی‬.
‫داغ‬ ‫زیرالیه‬ ‫یک‬ ‫روی‬ ‫بر‬ ‫شیمیایی‬ ‫واکنش‬ ‫این‬
‫افتد‬ ‫می‬ ‫اتفاق‬ ‫سرد‬ ‫یا‬ ‫و‬.

3. ‫کاربردهای‬CVD
‫الکترونیکی‬ ‫تجهیزات‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫هادی‬ ‫نیمه‬ ‫تولید‬
‫سایش‬ ‫به‬ ‫مقاوم‬ ‫قطعات‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬
‫نوری‬ ‫فیبرهای‬ ‫مانند‬ ‫ُپتیکی‬‫ا‬ ‫مواد‬
‫خوردگی‬ ‫به‬ ‫مقاوم‬ ‫مواد‬
‫باال‬ ‫استحکام‬ ‫فیبرهای‬
‫نانو‬ ‫های‬ ‫پوشش‬
‫نازک‬ ‫های‬ ‫پوشش‬(Thin Films)

4. ‫کاربرد‬ ‫های‬ ‫زمینه‬CVD
‫پلی‬ ،‫ها‬ ‫کریستال‬ ‫تک‬ ‫فابریکیشن‬ ‫میکرو‬
‫کریستالهای‬ ‫تک‬ ‫و‬ ‫آمورف‬ ‫مواد‬ ،‫ها‬ ‫کریستال‬
‫محور‬ ‫هم‬(Epitaxial)
،‫کربنی‬ ‫فیبرهای‬ ‫نانو‬ ،‫کربنی‬ ‫فیبر‬ ،‫سیلیکون‬
‫ها‬ ‫خازن‬ ،‫کربنی‬ ‫های‬ ‫لوله‬ ‫نانو‬ ،‫ها‬ ‫فالمنت‬
W, SiO2, SiC, SiN, TiN,Si-Ge
‫مصنوعی‬ ‫های‬ ‫الماس‬ ‫تولید‬(Synthetic
Diamonds)

5. ‫روشهای‬ ‫بندی‬ ‫کالس‬CVD

6. ‫روشهای‬ ‫بندی‬ ‫طبقه‬CVD‫فشار‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
AP-CVD:CVD‫اتمسفر‬ ‫فشار‬ ‫با‬
LP-CVD:CVD‫کم‬ ‫فشار‬ ‫با‬
UHV-CVD:CVD‫زیاد‬ ‫بسیار‬ ‫خالء‬ ‫تحت‬
(0.000001 atm)

7. ‫بندی‬ ‫طبقه‬‫روشهای‬CVD‫دما‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
HT-CVD:‫از‬ ‫باالتر‬ ‫دماهای‬ ‫در‬ ‫دهی‬ ‫رسوب‬
900‫سانتیگراد‬ ‫درجه‬
MT-CVD:‫دماهای‬ ‫بین‬ ‫دهی‬ ‫رسوب‬600‫تا‬
900‫سانتیگراد‬ ‫درجه‬
LT-CVD:‫زیر‬ ‫دماهای‬ ‫برای‬ ‫دهی‬ ‫رسوب‬
600‫سانتیگراد‬ ‫درجه‬

8. ‫روشهای‬CVD‫و‬ ‫فشار‬ ‫اساس‬ ‫بر‬
‫کاربرد‬ ‫دمای‬

9. ‫های‬ ‫تکنولوژی‬ ‫انواع‬CVD
Thermal CVD:‫حرارتی‬ ‫روش‬
Plasma CVD:‫پالسما‬ ‫روش‬
Laser CVD:‫لیزر‬ ‫روش‬
Metal-Organic CVD:‫های‬ ‫کانی‬ ‫روش‬
‫فلزی‬
‫و‬....

10. ‫فرآیندهای‬ ‫فراوانی‬ ‫درصد‬CVD‫صنعتی‬

11. ‫های‬ ‫واکنش‬ ‫کننده‬ ‫کنترل‬ ‫عوامل‬CVD
‫واکنش‬ ‫شیمی‬
‫ترمودینامیکی‬ ‫پارامترهای‬(‫و‬ ‫جرم‬ ‫انتقال‬)...
‫دما‬
‫فشار‬
‫فرآیند‬ ‫شیمیایی‬ ‫اکتیویته‬

12. ‫حرارتی‬ ‫روش‬Thermal CVD
‫از‬ ‫باالتر‬ ‫دمای‬ ‫در‬ ‫واکنش‬ ‫حرارتی‬ ‫روش‬ ‫در‬
900c‫های‬ ‫روش‬ ‫جز‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬ ‫فعال‬HT-
CVD‫باشد‬ ‫می‬.
‫رآکتور‬ ‫گاز؛‬ ‫تزریق‬ ‫واحد‬ ‫به‬ ‫مجهز‬ ‫دستگاه‬
(‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫محفظه‬)‫گاز‬ ‫خروج‬ ‫سیستم‬ ‫و‬
‫باشد‬ ‫می‬.

13. ‫رآکتور‬ ‫شماتیک‬CVD‫حرارتی‬

14. ‫رآکتورهای‬ ‫انواع‬CVD‫حرارتی‬

15. ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫رآکتور‬CVD‫حرارتی‬

16. CVD‫حرارتی‬

17. CVD‫پالسما‬
‫بین‬ ‫دماهای‬ ‫در‬ ‫روش‬ ‫این‬300‫تا‬700‫درجه‬
‫سانتیگراد‬(‫فوالدها‬ ‫یوتکتویید‬ ‫خط‬ ‫زیر‬)‫انجام‬
‫های‬ ‫روش‬ ‫جز‬ ‫و‬ ‫شود‬ ‫می‬MT-CVD‫است‬.
‫روش‬ ‫این‬ ‫در‬ ‫حرارتی‬ ‫پسماند‬ ‫تنشهای‬
‫کیفیت‬ ‫و‬ ‫بوده‬ ‫کمتر‬ ‫حرارتی‬ ‫روش‬ ‫به‬ ‫نسبت‬
‫است‬ ‫بهتر‬.
‫ذوب‬ ‫نقطه‬ ‫با‬ ‫فلزات‬ ‫توان‬ ‫می‬ ‫دماها‬ ‫این‬ ‫در‬
‫نمود‬ ‫دهی‬ ‫رسوب‬ ‫نیز‬ ‫را‬ ‫پلیمرها‬ ‫و‬ ‫پایین‬.

18. ‫رآکتور‬CVD‫پالسما‬

19. ‫دستگاه‬CVD‫پالسما‬

20. ‫دمای‬CVD‫چند‬ ‫برای‬ ‫پالسما‬ ‫و‬ ‫حرارتی‬
‫تجاری‬ ‫مهم‬ ‫پوشش‬

21. ‫رادیویی‬ ‫فرکانس‬ ‫رآکتور‬RF-CVD
‫های‬ ‫سیستم‬ ‫بیشتر‬Plasma CVD‫از‬
‫محدوده‬ ‫در‬ ‫رادیویی‬ ‫فرکانس‬450KHz‫تا‬
113.5MHz‫کنند‬ ‫می‬ ‫استفاده‬.

22. ‫رآکتور‬CVD‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫از‬ ‫قبل‬ ‫زیرالیه‬ ‫و‬

23. ‫رآکتور‬CVD‫زیاد‬ ‫خال‬ ‫تحت‬ ‫حرارتی‬
(UHV-CVD)

24. ‫در‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫مواد‬CVD
‫الکتریکها‬ ‫دی‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫خازن‬:SiN, SiO2
‫فلزات‬:W,Mo,Cu,Al,Ti,Ni,Re
‫ها‬ ‫هادی‬ ‫نیمه‬:Epitaxial Silicon,
Germanium Arsenide, Poly Silicon,…

25. ‫مولیبدن‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫واکنش‬
1-‫مولیبدن‬ ‫کلرید‬ ‫احیای‬:‫دمای‬ ‫بین‬400‫تا‬
1350‫از‬ ‫کمتر‬ ‫فشار‬ ‫در‬ ‫و‬ ‫سانتیگراد‬ ‫درجه‬
20Torr
2-‫مولیبدن‬ ‫کربونیل‬ ‫تجزیه‬:‫دمای‬ ‫در‬300‫تا‬
700‫بین‬ ‫فشاری‬ ‫و‬ ‫سانتیگراد‬ ‫درجه‬1-700
Torr‫هیدروژنی‬ ‫اتمسفر‬ ‫در‬

26. ‫نیکل‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫واکنش‬
‫نیکل‬ ‫کربونیل‬ ‫تجزیه‬:‫دماهای‬ ‫بین‬180c-
200c‫از‬ ‫کمتر‬ ‫فشار‬ ‫و‬760Torr

27. ‫تنگستن‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫واکنش‬
‫هیدروژن‬ ‫توسط‬ ‫تنگستن‬ ‫هالید‬ ‫احیای‬:
‫بین‬ ‫دمایی‬ ‫محدوده‬300‫تا‬700c‫محدوده‬ ‫و‬
‫بین‬ ‫فشاری‬10-760Torr
‫هیدروژن‬ ‫توسط‬ ‫تنگستن‬ ‫کلراید‬ ‫احیای‬:
‫بین‬ ‫دمایی‬ ‫محدوده‬900-1300c‫محدوده‬ ‫و‬
‫بین‬ ‫فشاری‬15-20Torr

28. ‫تکنولوژی‬ ‫تاریخچه‬CVD

29. ‫خوردگی‬ ‫و‬ ‫سایش‬ ‫به‬ ‫مقاوم‬ ‫های‬ ‫پوشش‬ ‫مشخصات‬CVD

30. ‫پوششهای‬ ‫کاربرد‬ ‫ترین‬ ‫مهم‬CVD
‫فلزات‬ ‫دهی‬ ‫شکل‬ ‫صنعت‬:
•‫سیم‬ ‫کشش‬ ‫قالبهای‬(TiC)
•‫سکه‬ ‫تولید‬ ‫ابزارهای‬(TiC)
•‫عمیق‬ ‫کشش‬ ‫های‬ ‫قالب‬(TiC)
•‫آسیاب‬ ‫های‬ ‫چرخ‬ ‫پوشش‬(B4C)
‫سرامیک‬ ‫و‬ ‫پالستیک‬ ‫تولید‬ ‫صنایع‬:
•‫اکستروژن‬ ‫های‬ ‫قالب‬(TiC)

31. ‫پوششهای‬ ‫کاربرد‬ ‫ترین‬ ‫مهم‬CVD
‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫تولید‬ ‫صنایع‬:
•‫خورنده‬ ‫مایعات‬ ‫حامل‬ ‫های‬ ‫سوپاپ‬ ‫و‬ ‫ها‬ ‫پمپ‬(SiC)
•‫ساینده‬ ‫مایعات‬ ‫حامل‬ ‫های‬ ‫لوله‬(TiB2)
•‫ساینده‬ ‫مواد‬ ‫انتقال‬ ‫های‬ ‫لوله‬(WC)
•‫کاغذ‬ ‫تولید‬ ‫های‬ ‫شافت‬ ‫و‬ ‫غلطک‬(TiC)
•‫سندبالست‬ ‫های‬ ‫نازل‬(TiC,TiB2,B4C)

32. ‫پوششهای‬ ‫کاربرد‬ ‫ترین‬ ‫مهم‬CVD
‫ای‬ ‫هسته‬ ‫صنایع‬:
•‫ای‬ ‫هسته‬ ‫رآکتور‬ ‫در‬ ‫نوترون‬ ‫فالکس‬ ‫کنترل‬ ‫برای‬ ‫پوشش‬
(B4C)
•‫نوترونی‬ ‫های‬ ‫اشعه‬ ‫دربرابر‬ ‫محافظ‬ ‫ورقهای‬ ‫پوشش‬
(B4C)
•‫ای‬ ‫هسته‬ ‫شکاف‬ ‫رآکتور‬ ‫پوشش‬(SiC)
•‫اتمی‬ ‫زباله‬ ‫حمل‬ ‫کانتینرهای‬ ‫پوشش‬(SiC)
•‫تشعشعی‬ ‫سنسورهای‬(SiC)

33. ‫پوششهای‬ ‫کاربرد‬CVD‫با‬ ‫مته‬ ‫برش‬ ‫ابزار‬ ‫در‬
‫تجاری‬ ‫نام‬ ‫با‬ ‫مصنوعی‬ ‫الماس‬ ‫پوشش‬
“DiaBide”

34. ‫شده‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫های‬ ‫مته‬ ‫انواع‬
‫روش‬ ‫به‬ ‫مصنوعی‬ ‫الماس‬ ‫با‬CVD

35. ‫نازک‬ ‫های‬ ‫پوشش‬ ‫با‬ ‫برش‬ ‫ابزار‬ ‫انواع‬
‫سرامیکی‬(Thin Film)‫سایش‬ ‫به‬ ‫مقاوم‬

36. ‫شده‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫صنعتی‬ ‫قطعات‬
‫روش‬ ‫به‬CVD

37. ‫روش‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫قطعات‬CVD

38. ‫روش‬ ‫مزایای‬CVD
.1‫دمای‬ ‫از‬ ‫کمتر‬ ‫دمایی‬ ‫در‬ ‫دیرگداز‬ ‫مواد‬
‫شوند‬ ‫می‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫زینترشان‬.
.2‫تئوری‬ ‫دانسیته‬ ‫به‬ ‫نزدیک‬ ‫پوشش‬ ‫دانسیته‬
‫است‬ ‫آن‬.
.3‫و‬ ‫پوشش‬ ‫های‬ ‫دانه‬ ‫گیری‬ ‫جهت‬ ‫کنترل‬‫اندازه‬
‫آنها‬
.4‫جو‬ ‫فشار‬ ‫در‬ ‫فرآیند‬ ‫انجام‬ ‫امکان‬.
.5‫است‬ ‫مناسب‬ ‫بسیار‬ ‫پوشش‬ ‫و‬ ‫زیرالیه‬ ‫پیوند‬.

39. ‫روش‬ ‫های‬ ‫محدودیت‬CVD
.1‫باال‬ ‫کاربری‬ ‫دمای‬(‫مواد‬ ‫از‬ ‫خاصی‬ ‫محدوده‬
‫بود‬ ‫خواهند‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫قابلیت‬)
.2‫بکار‬ ‫شیمیایی‬ ‫مواد‬ ‫بودن‬ ‫سمی‬ ‫و‬ ‫خطرناک‬
‫شده‬ ‫برده‬
.3‫که‬ ‫پوشش‬ ‫الیه‬ ‫از‬ ‫غیر‬ ‫محصوالتی‬ ‫ایجاد‬
‫اند‬ ‫خورنده‬ ‫یا‬ ‫سمی‬ ‫بسیار‬
.4‫باال‬ ‫دما‬ ‫گذاری‬ ‫رسوب‬ ‫برای‬ ‫باال‬ ‫بسیار‬ ‫هزینه‬

40. ‫الماس‬ ‫توسط‬ ‫شده‬ ‫دهی‬ ‫پوشش‬ ‫مته‬
‫روش‬ ‫به‬ ‫مصنوعی‬CVD‫شرکت‬ ‫سفارش‬ ‫به‬
‫مارتین‬ ‫النکهید‬

41. ‫روش‬ ‫به‬ ‫شده‬ ‫تولید‬ ‫مصنوعی‬ ‫الماس‬CVD

42. ‫الیه‬ ‫چند‬ ‫های‬ ‫پوشش‬CVD

43. ‫حافظه‬ ‫یک‬ ‫خورده‬ ‫برش‬ ‫مقطع‬
‫میکروالکتریکی‬-‫پوششهای‬CVD

44. ‫های‬ ‫چرخدنده‬ ‫ریز‬ ‫سیلیکونی‬ ‫پوشش‬
‫شده‬ ‫کاری‬ ‫میکروماشین‬

45. ‫ایندیوم‬ ‫های‬ ‫دات‬ ‫کوانتوم‬-‫داده‬ ‫رسوب‬ ‫آرسناید‬
‫ها‬ ‫هادی‬ ‫نیمه‬ ‫در‬ ‫آرسناید‬ ‫گالیم‬ ‫روی‬ ‫شده‬

46. ‫رآکتور‬UHV-CVD

47. ‫منابع‬ ‫و‬ ‫مراجع‬
 ASM Handbook Vol 5, Surface
Engineering
 Wikipedia.com
 Wikipg.org
 diamondtc.com
 endmill.com
 sp3diamondtech.com
 Raskhoon.com

48. ‫شما‬ ‫توجه‬ ‫از‬ ‫تشکر‬ ‫با‬