depositaciÓn quÍmica de vapores (cvd)

DEPOSITACIÓN QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

Diseño de ReactoresAugusto Arce Sarria

“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

• Es una tecnología emergente en Ingeniería Química.

• Fenómeno interdisciplinar entre Ingeniería Química e Ingeniería Electrónica.

La CVD se usa para: • Materiales de grabación.• Formación de microcircuitos.• Reacciones químicas que crean interconexiones

eléctricas.

“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

Mecanismos:• Estos son muy similares a los de catálisis heterogénea.• El o los reactivos se adsorben en la superficie.• Reaccionan en la superficie para formar una nueva

superficie, es de alguna manera similar a la producción de catalizadores para fotocatálisis heterogénea donde se hace un catalizador con muchas capas tratando de fijar más y más sitios activos o en el caso de dopar un catalizador existente para mejorar sus características.

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Aplicación:• Se basa en el crecimiento de una película

epitaxial de germanio como capa intermedia entre un arseniuro de galio y uno se silicio, esto sirve en la microelectrónica como capa de contacto.

• El Germanio epitaxial es un material importante en la fabricación de celdas solares.

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• Mecanismo Propuesto (4 etapas).

1. Disociación en fase gaseosa.

2. Adsorción:

“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

3. Adsorción.

4. Reacción de superficie.

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La velocidad de crecimiento de la película (velocidad a la que se deposita).

Esta se expresa en nanómetros por segundo, con ella se puede determinar una velocidad molar mol (m2 s) -1

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• Diferencia con Catálisis.La concentración de sitios se sustituye por la cobertura fraccionaria del área superficial.

fv + fGeCl2 + fH = 1 **

Para determinar fGeCl2 y fH empleamos las etapas de adsorción.

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Adsorción de

La reacción de superficie limita la velocidad de la misma manera que puede ocurrir en catálisis, se tiene para la adsorción de .

“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

Teniendo en cuenta lo anterior podemos despejar la fracción de la superficie ocupada por el dicloruro de Germanio.

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Ahora se procede de la misma manera para la adsorción disociativa de hidrogeno en la superficie de Ge.

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Al sustituir y en ** para obtener una expresión de la siguiente forma.

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• Todo esto básicamente para obtener una expresión de velocidad de reacción.

REACTORES PARA DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPORES

• Hay de varios tipos de reactores al menos para la producción de chips en la industria electrónica como los reactores de barril, los de lancha, y los reactores horizontales y verticales.

REACTORES PARA DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPORES

• Uno de los reactores más comunes de CVD, Reactor horizontal a baja presión.

“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

La principal ventaja de estos reactores es que puede procesar un gran número de obleas sin que ello perjudique la uniformidad de las películas, y dado que a presiones bajas se incrementan sustancialmente los coeficientes de difusión es más probable que las reacciones superficiales sean las que controlen el proceso y no la transferencia de masa.

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