DEPOSITACIÓN QUÍMICA DE VAPORES (CVD)
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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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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)
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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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)
Ahora se procede de la misma manera para la adsorción disociativa de hidrogeno en la superficie de Ge.
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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)
Al sustituir y en ** para obtener una expresión de la siguiente forma.
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“DEPOSICIÓN” QUÍMICA DE VAPORES (CVD)
• 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