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Analyse et technologie des surfaces
15.8.3 Evaporateurs externes: CVD thermique
La CVD est une méthode de synthèse de matériau sur une surface à partir de
constituants qui sont amenés par la phase gazeuse. Le CVD est utilisé comme
méthode pour la synthèse de nouveaux matériaux, notamment dans le domaine des
nitrures et carbures.
Pour comprendre un dépôt CVD, il faut connaître les réactions chimiques qui
ont lieu dans le réacteur et leur importance. La gestion et l’optimisation du procédé
par les variables telles que températures de la surface et de la phase gazeuse, la pression et les flux de gaz nécessitent une relation connue entre celles-ci et la composition. Il faut rester conscient que la composition du gaz dans le réacteur différera toujours de la composition du gaz amené. La mise au point d’un procédé CVD peut
alors procéder
• soit par une méthode «black box»,
• soit par une analyse thermodynamique et cinétique.
L’utilisation des données thermodynamiques pour toutes les réactions à partir
de banques de données et de logiciels pour le calcul des chemins de réactions est
devenue une pratique courante.
La fonction principale de la thermodynamique dans le développement de procédé CVD est de prédire sa (non-)faisabilité et de donner une indication des conditions de travail possible: rendement possible et concentrations des réactifs proches
de l’équilibre. Mais la thermodynamique ne prend en considération que le fait que
certaines réactions puissent être trop lentes pour jouer un rôle.
Néanmoins, les calculs thermodynamiques représentent la première étape de
tout développement CVD. L’énergie libre d’une réaction est donnée par la relation
(15.35)
où ∆G f est l’énergie libre de formation d’un composant défini.
est lié à la constante d’équilibre qui relie les pressions partielles, p i dans le système à l’équilibre:
(15.36)
où
.
Le tableau 15.2 donne le résultat d’un tel calcul thermodynamique pour le système Si-Cl-H.
∆G r
°
Σ∆G f
° produits
(
) Σ∆G f
° réactifs
(
)
–
=
∆G r
°
k p
p i produits
(
)
i 1
=
n
∏
p j réactifs
(
)
j 1
=
m
∏
-------------------------------------- -
=
∆G r
°
2,3RT
k p
log
=
Analyse et technologie des surfaces
15.8.3 Evaporateurs externes: CVD thermique
La CVD est une méthode de synthèse de matériau sur une surface à partir de
constituants qui sont amenés par la phase gazeuse. Le CVD est utilisé comme
méthode pour la synthèse de nouveaux matériaux, notamment dans le domaine des
nitrures et carbures.
Pour comprendre un dépôt CVD, il faut connaître les réactions chimiques qui
ont lieu dans le réacteur et leur importance. La gestion et l’optimisation du procédé
par les variables telles que températures de la surface et de la phase gazeuse, la pression et les flux de gaz nécessitent une relation connue entre celles-ci et la composition. Il faut rester conscient que la composition du gaz dans le réacteur différera toujours de la composition du gaz amené. La mise au point d’un procédé CVD peut
alors procéder
• soit par une méthode «black box»,
• soit par une analyse thermodynamique et cinétique.
L’utilisation des données thermodynamiques pour toutes les réactions à partir
de banques de données et de logiciels pour le calcul des chemins de réactions est
devenue une pratique courante.
La fonction principale de la thermodynamique dans le développement de procédé CVD est de prédire sa (non-)faisabilité et de donner une indication des conditions de travail possible: rendement possible et concentrations des réactifs proches
de l’équilibre. Mais la thermodynamique ne prend en considération que le fait que
certaines réactions puissent être trop lentes pour jouer un rôle.
Néanmoins, les calculs thermodynamiques représentent la première étape de
tout développement CVD. L’énergie libre d’une réaction est donnée par la relation
(15.35)
où ∆G f est l’énergie libre de formation d’un composant défini.
est lié à la constante d’équilibre qui relie les pressions partielles, p i dans le système à l’équilibre:
(15.36)
où
.
Le tableau 15.2 donne le résultat d’un tel calcul thermodynamique pour le système Si-Cl-H.
∆G r
°
Σ∆G f
° produits
(
) Σ∆G f
° réactifs
(
)
–
=
∆G r
°
k p
p i produits
(
)
i 1
=
n
∏
p j réactifs
(
)
j 1
=
m
∏
-------------------------------------- -
=
∆G r
°
2,3RT
k p
log
=