Qu’est-ce qu’un équipement de dépôt par CVD ?
L’équipement de dépôt par CVD (en anglais : Chemical Vapor Deposition) est utilisé pour la croissance de couches minces et le traitement de surface.
L’équipement CVD chauffe un substrat ou un matériau de base et fournit des gaz réactifs ou des vapeurs en phase gazeuse à sa surface. Les substances réactives présentes sur le substrat subissent une réaction chimique, formant un film ou un revêtement.
Une large gamme de couches minces et de revêtements peut être produite par ce procédé ; le dépôt en phase vapeur est hautement contrôlable et reproductible, ce qui permet de produire des couches minces de haute qualité. Il est possible de contrôler les propriétés qui doivent l’être, telles que l’épaisseur, l’uniformité et la cristallinité du film. Cependant, de nombreux gaz utilisés sont hautement toxiques et doivent être manipulés avec précaution.
Utilisations des équipements de dépôt par CVD
Les équipements de dépôt par CVD sont souvent utilisés pour les produits semi-conducteurs. Voici quelques exemples d’applications des équipements de dépôt par CVD.
1. Production de semi-conducteurs
Le dépôt en phase vapeur est une technologie très importante dans l’industrie des semi-conducteurs. Par exemple, la CVD est utilisée pour faire croître des films de SiO2 sur des substrats de silicium. Ce matériau est utilisé comme isolant et joue un rôle important en tant que couche isolante et oxyde de grille pour les circuits intégrés.
La CVD peut également être utilisée pour faire croître des films métalliques tels que le cuivre ou l’aluminium. Cela permet la formation de couches conductrices telles que le câblage et les électrodes.
2. Revêtements optiques
Le dépôt en phase vapeur joue un rôle important dans la fabrication de dispositifs et de composants optiques. Tout d’abord, il est possible de produire des filtres optiques multicouches. Ceux-ci contrôlent la transmission ou la réflectivité de la lumière dans une gamme de longueurs d’onde spécifique et sont utilisés comme filtres spectraux ou comme revêtements antireflets.
Des revêtements de miroirs hautement réfléchissants peuvent également être produits par CVD pour améliorer la réflectivité des faisceaux laser et des optiques. Dans les lentilles, des revêtements protecteurs sont formés sur la surface pour améliorer la résistance à l’usure et la durabilité.
3. Revêtements de protection
Des revêtements protecteurs peuvent être formés sur les surfaces métalliques pour améliorer la résistance à la corrosion et à l’usure. Ils sont utilisés pour le traitement de surface des pièces et outils métalliques. Il peut également être utilisé sur les outils de coupe et les capteurs en céramique pour former des revêtements protecteurs à la surface des matériaux.
Principe des équipements de dépôt par CVD
L’équipement de dépôt par CVD est un procédé qui utilise des réactions chimiques pour déposer des produits chimiques en phase gazeuse sur des surfaces solides. L’équipement est d’abord alimenté en gaz ou en vapeurs de réaction. Ces gaz sont généralement des mots contenant les éléments et les produits chimiques nécessaires au dépôt et au revêtement. Les gaz de réaction les plus courants sont les composés organo-métalliques, l’oxygène et l’azote.
Le substrat est souvent chauffé pour favoriser une réaction chimique entre les gaz de réaction et le substrat. Sur le substrat chauffé, les gaz de réaction subissent une réaction chimique. Les éléments et les produits chimiques contenus dans les gaz de réaction se déposent alors sur la surface du substrat, ce qui permet la croissance de couches minces.
Le contrôle du processus de dépôt est important dans les systèmes d’équipements de dépôt par CVD. Les propriétés souhaitées des couches minces peuvent être obtenues en ajustant des paramètres tels que la vitesse de dépôt et la température de chauffage.
Types d’équipements de dépôt par CVD
Il existe différents types d’équipements de dépôt par CVD, notamment les équipements de dépôt en phase vapeur thermique, plasma et optique.
1. Équipements CVD thermiques
L’équipement CVD thermique transporte les gaz des matières premières dans un récipient et, en portant le substrat ou l’intérieur du récipient à une température élevée, les gaz des matières premières réagissent chimiquement sur le substrat. Il existe des méthodes dans lesquelles seul le substrat est porté à une température élevée ou l’intérieur du récipient est porté à une température élevée.
2. Équipements de dépôt par CVD
L’équipement de dépôt par CVD permet de plasmatiser les gaz utilisés comme matières premières et de les empiler sur le substrat. Comme les films peuvent être formés à des températures de substrat plus basses qu’avec l’équipement CVD thermique, ceci est avantageux dans la fabrication de semi-conducteurs où des dimensions de haute précision sont requises.
3. Équipements de dépôt par CVD optiques
Les équipements CVD optiques provoquent des réactions chimiques en irradiant de la lumière à travers des tubes à décharge ou des lasers sur les gaz utilisés comme matières premières. La lumière est utilisée de différentes manières en fonction du type de lumière, par exemple pour accélérer les réactions chimiques ou pour rompre les liaisons entre les molécules. Il se caractérise par sa capacité à produire des films à des températures très basses par rapport à d’autres équipements de dépôt en phase vapeur (CVD).