炭化ケイ素のCVDプロセスでは、気相中の化学反応によって炭化ケイ素層を基板上に堆積させる。このプロセスは、高品質、高純度、均一な炭化ケイ素層を製造できることが特徴であり、低密度、高剛性、超硬度、耐摩耗性などの独自の特性により、さまざまな産業用途に不可欠です。
CVDプロセスの概要
- 基板の準備:基板は、結晶方位が適しているためシリコンであることが多く、砥粒入りダイヤモンドパウダーを使用して洗浄・準備し、析出のための清浄な表面を確保する。
- ガス導入:炭素源として高純度メタンを超高純度（UHP）水素と1：99の割合で混合し、リアクターに導入する。
- 通電と蒸着:ガスが通電され、通常、基板が800℃前後に加熱され、炭化ケイ素を基板上に堆積させる化学反応が開始される。
- 成長と形成:反応ガスが高温で分解され、基板表面で化学反応が起こり、炭化ケイ素の固体結晶膜が形成されます。
詳しい説明
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基板の準備:CVDプロセスの最初のステップでは、基板を準備します。効果的な成膜に必要な結晶方位とよく一致するシリコンが一般的に使用されます。シリコン基板の表面は、砥粒入りダイヤモンドパウダーを使用して入念にクリーニングされ、蒸着プロセスを妨げる可能性のある不純物や汚染物質が取り除かれます。
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ガス導入:CVDプロセスでは、UHP水素と混合した高純度メタンを使用します。メタンは必要な炭素源となり、水素は化学反応を助け、プロセスの純度を維持するため、この混合は非常に重要です。ガスは制御された環境でリアクターに導入され、成膜の均一性と品質を保証します。
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通電と蒸着:ガスが導入されると、通常は加熱によって通電される。基板は、炭化ケイ素の蒸着に必要な化学反応を開始・維持するのに十分な約800℃まで加熱される。このステップは、蒸着された炭化ケイ素層の品質と特性に直接影響するため、非常に重要です。
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成長と形成:通電されたガスは高温で分解し、基板表面で一連の化学反応を引き起こします。これらの反応により、炭化ケイ素の固体結晶膜が形成されます。このプロセスは、所望の厚さと均一性が得られるまで続けられる。その後、固体生成物は基板表面から剥離され、反応ガスが連続的に導入されて結晶膜が成長する。
このCVDプロセスでは、電気抵抗が非常に低い炭化ケイ素を製造できるため、電子機器やMEMSデバイスなど、微細な形状や高アスペクト比を必要とする用途に適している。CVD法が提供する精度と制御は、高品質の炭化ケイ素コンポーネントを製造するための好ましい選択肢となっています。
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