depositaciÓn quÍmica de vapores (cvd)

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DEPOSITACIÓN QUÍMICA DE VAPORES (CVD) Diseño de Reactores Augusto Arce Sarria

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Page 1: DEPOSITACIÓN QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

DEPOSITACIÓN QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

Diseño de ReactoresAugusto Arce Sarria

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“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.

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“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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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

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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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

• Mecanismo Propuesto (4 etapas).

1. Disociación en fase gaseosa.

2. Adsorción:

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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

3. Adsorción.

4. Reacción de superficie.

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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

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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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)

• 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 .

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“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.

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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.

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REACTORES PARA DEPOSICIÓN QUÍMICA DE VAPORES

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

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“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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Gracias