главная > справочник > химическая энциклопедия:

Химическое осаждение из газовой фазы

Химическое осаждение из газовой фазы, получение твердых веществ реакциями с участием газообразных соединений. По механизму реакций подразделяется на 4 вида:

1) термическое разложение или диспропорционирование газообразных соединений, например SiH₄ →Si, ZrI₄ →Zr, Ni(CO)₄ → Ni, AlF → Al, MR_n → M, где M - металл. R - орг. радикал;

2) взаимодействие двух или более газообразных веществ, например WF₆ + Н₂ → W, SiCl₄ + NH₃ → Si₃N₄, UF₆ + Н₂ + O₂ → UO₂;

3) пиролиз газообразных углеводородов (отличается многостадийностью и разветвленностью);

4) взаимодействие газообразных веществ с твердыми (контактное осаждение), например: WF₆ + Si → W. Наиболее многочисленны реакции второго вида. Реакции поглощения газообразных оксидов или галогенидов твердыми в-вами (типа СаО + СО₂ → СаСО₃, NaF + HF → NaHF₂) не относят к хим. осаждению из газовой фазы.

Процессы химического осаждения из газовой фазы проводят при обычном или пониженном давлении. Для активирования используют один из трех основных методов: термический, фотохимический (включая лазерный) и плазменный.

Как правило, химическое осаждение из газовой фазы проводят на неподвижной подложке. Однако известны конструкции аппаратов для химического осаждения из газовой фазы, в которых подложки перемещаются вдоль реакционной зоны, качаются или вращаются в ней, а также находятся во взвешенном состоянии, Это позволяет получать плоские, цилиндрические и сферические покрытия, ленты, конусы, нити, стержни и тела произвольной формы, а в сочетании с фотолитографией - сложные микроструктуры (см. Планарная технология). Химическое осаждение из газовой фазы может протекать в объеме и использоваться для получения порошков (подложками служат зародыши твердых продуктов).

С помощью химического осаждения из газовой фазы получают около 200 веществ, среди которых простые вещества и неорг. соед., а также неск. орг. Соединений (напр., разновидности полиэтилена), сплавы металлов, аморфные "сплавы" Si с Н, F, C1 и др.

Осн. области применения химического осаждения из газовой фазы: нанесение функциональных, слоев проводников, полупроводников и диэлектриков (W, Si, SiO₂, Si₃N₄ и др.) при производстве электронных приборов и схем; нанесение разнообразных защитных и декоративных покрытий на детали машин и аппаратов, на инструменты, нанесение защитных и отражающих оптических покрытий; изготовление деталей и изделий из тугоплавких веществ, например сопел из графита или W для ракетных двигателей; выращивание заготовок для кварцевых оптических волокон, в т. ч. с переменным по диаметру показателем преломления; производство ядерного топлива (микротвэлов); производство объемных монокристаллов и "усов" для композиционных материалов. производство высокопористых ультрадисперсных порошков (напр., компонентов керамики. наполнителей. адсорбентов). Химическое осаждение из газовой фазы может быть одной из стадий химических транспортных реакций.

Лит.: Осаждение пленок и покрытий разложением металлоорганических соединений, М., 1981; Королев Ю. М., Столяров В. И., Восстановление фторидов тугоплавких металлов водородом, М., 1981; Сыркин В. Г., Газофазная металлизация через карбонилы, М., 1984; Емяшев А. В., Газофазная металлургия тугоплавких соединений, М., 1987; Раков Э. Г., Тесленко В. В., Химия в микроэлектронике. (Химическое осаждение из газовой фазы), М., 1988; Тесленко В. В., "Успехи химии", 1990, т. 59, в. 2, с. 177-196.

© Э. Г. Раков, В. В. Тесленко.