열 화학 기상 증착(TCVD)은 박막 성장에 사용되는 방법으로, 화학 반응을 활성화하기 위해 고온을 사용합니다. 이 공정에는 증기상에서 일어나는 화학 반응으로 인해 가열된 표면에 고체 필름이 증착되는 과정이 포함됩니다. TCVD에는 금속 유기 화학 기상 증착, 염화물 화학 기상 증착, 수 소화물 화학 기상 증착과 같은 다양한 기술이 포함됩니다.
TCVD 공정은 화학 반응 형태에 따라 여러 유형으로 분류할 수 있습니다:
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화학적 이송 방법: 이 방법에서는 박막의 재료가 소스 영역에서 다른 물질과 반응하여 가스를 생성합니다. 이 가스는 성장 영역으로 이송되어 열 반응을 거쳐 원하는 물질을 형성합니다. 정반응은 수송 과정에서 일어나고 역반응은 결정 성장 과정에서 일어납니다.
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열분해 방법: 필름의 원소를 포함하는 휘발성 물질을 성장 영역으로 운반하고 열분해 반응을 통해 필요한 물질을 생성하는 방식입니다. 이 방법의 성장 온도는 일반적으로 섭씨 1000도에서 1050도 사이입니다.
TCVD와 관련된 일반적인 단계는 다음과 같습니다:
- 휘발성 화합물의 증발: 증착할 물질을 먼저 증발시켜 증기로 만듭니다.
- 열분해 또는 화학 반응: 증기는 열분해를 거쳐 원자와 분자로 분해되거나 기판에서 다른 증기, 액체 또는 기체와 반응합니다.
- 비휘발성 반응 생성물의 증착: 그런 다음 반응의 비휘발성 생성물이 기판에 증착됩니다.
이 공정에는 일반적으로 수 토르에서 대기압 이상의 압력 범위와 약 1000°C의 비교적 높은 온도가 필요합니다.
요약하면, 열 화학 기상 증착은 고온 화학 반응을 활용하여 기판에 재료를 증착하는 박막 제조의 중요한 기술입니다. 이 공정은 다목적이며 사용되는 반응 유형과 조건을 조정하여 다양한 특정 요구에 맞게 조정할 수 있습니다.
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