Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est une méthode utilisée pour créer des couches minces organiques sur un substrat en faisant réagir des réactifs en phase vapeur.
Cette technique est très polyvalente et peut être utilisée pour fabriquer différents types de polymères.
Ces polymères comprennent des matériaux diélectriques, semi-conducteurs, conducteurs électriques et conducteurs ioniques.
7 points clés expliqués
1. Origine de la polymérisation CVD
Les origines de la polymérisation CVD remontent aux travaux de Gorham et al.
Ils ont étudié la polymérisation du p-xylylène en le chauffant sous vide.
Leur découverte a révélé que le mécanisme de réaction implique la polymérisation rapide par étapes de deux espèces.
2. Développement des procédés CVD
Depuis la découverte de Gorham, de nombreux procédés CVD ont été développés.
Ces procédés permettent aux monomères de subir une polymérisation in situ pendant le processus de dépôt.
Il en résulte la formation de films polymères stables sur différentes surfaces.
3. Avantages par rapport aux autres méthodes de revêtement de surface
Le dépôt en phase vapeur présente plusieurs avantages par rapport aux autres méthodes de revêtement de surface.
Elle élimine les difficultés associées à la synthèse chimique par voie humide de films minces sur différentes surfaces.
Le dépôt en phase vapeur permet d'obtenir des revêtements conformes et uniformes en une seule étape de fabrication par voie chimique sèche.
4. Application à divers matériaux
Le dépôt en phase vapeur est traditionnellement utilisé pour les matériaux inorganiques dans l'industrie des semi-conducteurs.
Elle a également été appliquée à des structures à base de carbone telles que les nanotubes de carbone et le graphène.
5. Production de matériaux uniques
L'un des principaux avantages de la polymérisation en phase vapeur est sa capacité à produire des matériaux qu'il serait difficile, voire impossible, de fabriquer à l'aide des méthodes conventionnelles basées sur la mise en solution.
Certains polymères qui ne sont pas solubles peuvent être synthétisés par CVD.
Cela ouvre la voie à la fabrication de matériaux aux propriétés spécifiques, tels que les revêtements hydrophobes pour les composants industriels ou les implants biologiques.
6. Amélioration de l'adhérence et de la durabilité
Le procédé CVD peut induire des réactions chimiques entre les revêtements et les substrats.
Il en résulte une forte adhérence entre le matériau et la surface.
Cela peut améliorer les performances et la durabilité des surfaces revêtues.
7. Dépôt de film contrôlé
Dans le dépôt en phase vapeur (CVD), le dépôt de couches minces s'effectue par une série de réactions chimiques en phase vapeur.
Cela diffère du dépôt physique en phase vapeur (PVD), où la formation d'une couche mince est due à la condensation d'atomes ou de molécules sur la surface du substrat par évaporation, bombardement ionique ou pulvérisation cathodique.
Le dépôt en phase vapeur est un processus thermodynamique complexe qui implique des réactions chimiques dans des conditions spécifiques telles que la température, la pression, les taux de réaction et le transport de la quantité de mouvement, de la masse et de l'énergie.
La qualité des films produits au cours du dépôt en phase vapeur peut être contrôlée et modifiée en ajustant les paramètres du procédé tels que les débits, la pression, la température, la concentration des espèces chimiques et la géométrie du réacteur.
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