Hfcvdの正式名称はHot Filament Chemical Vapor Deposition。
5つのポイントの説明
1.ホットフィラメント
HFCVDプロセスでは、タングステン(W)、レニウム(Re)、タンタル(Ta)などの耐火性金属でできたフィラメントを超高温(2173~2773K)に加熱する。
この加熱は電気抵抗によって行われる。
フィラメントは電気回路の抵抗器として働き、電気エネルギーを熱に変換する。
2.化学気相成長法(CVD)
化学気相成長法(CVD)は、高純度で高性能の固体材料を製造するために用いられるプロセスである。
このプロセスは、薄膜を製造するために半導体産業でよく使用される。
CVDでは、基材を1つ以上の揮発性前駆体にさらす。
これらの前駆体は基板表面で反応・分解し、目的の堆積物を生成する。
3.HFCVDにおける成膜プロセス
HFCVDでは、一般的に水素(H2)とメタン(CH4)の供給ガスが反応チャンバーに導入される。
これらのガスは、高温のフィラメントによって熱分解される。
解離したガスは、あらかじめ低温(673~1373K)に加熱された基板上に堆積する。
フィラメントと基板間の距離は非常に重要であり、成膜プロセスを最適化するために、通常2~8mmの間に維持される。
4.利点と欠点
HFCVD法は、特に大型のミクロンサイズやナノ結晶のCVDダイヤモンドウェーハを成長させるのに有効です。
これは、マイクロ波CVD(MPCVD)や電気アーク法(DCCVD)のような、製造できるウェーハサイズに制限のある他の方法と比較して、大きな利点です。
しかし、HFCVD法の主な欠点は、金属炭化物の形成によるフィラメントの機械的劣化と、その後の膨潤、屈曲、亀裂、脆性である。
5.用途
HFCVDは、その欠点にもかかわらず、研究および商業用途の両方において重要な技術であり続けている。
特に、電子工学、電気化学、化学工業などのハイテク分野でのダイヤモンド膜の作製に使用されている。
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