La forme complète de Hfcvd est Hot Filament Chemical Vapor Deposition (dépôt chimique en phase vapeur à filament chaud).
5 points clés expliqués
1. Filament chaud
Dans le procédé HFCVD, un filament composé de métaux réfractaires tels que le tungstène (W), le rhénium (Re) ou le tantale (Ta) est chauffé à des températures extrêmement élevées (2173 à 2773 K).
Ce chauffage est obtenu par résistance électrique.
Le filament agit comme une résistance dans un circuit électrique, convertissant l'énergie électrique en chaleur.
2. Dépôt chimique en phase vapeur (CVD)
Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est un procédé utilisé pour produire des matériaux solides de haute pureté et de haute performance.
Ce procédé est souvent utilisé dans l'industrie des semi-conducteurs pour produire des couches minces.
Dans le procédé CVD, le matériau du substrat est exposé à un ou plusieurs précurseurs volatils.
Ces précurseurs réagissent et/ou se décomposent à la surface du substrat pour produire le dépôt souhaité.
3. Processus de dépôt en HFCVD
Dans le procédé HFCVD, les gaz d'alimentation, généralement de l'hydrogène (H2) et du méthane (CH4), sont introduits dans la chambre de réaction.
Ces gaz sont dissociés thermiquement par le filament chaud.
Les gaz dissociés se déposent alors sur le substrat, qui est préchauffé à une température plus basse (673 à 1373 K).
La distance entre le filament et le substrat est cruciale et est généralement maintenue entre 2 et 8 mm pour optimiser le processus de dépôt.
4. Avantages et inconvénients
Le procédé HFCVD est particulièrement utile pour la croissance de plaquettes de diamant CVD microniques et nanocristallines de grande taille.
Il s'agit d'un avantage significatif par rapport à d'autres méthodes telles que la CVD par micro-ondes (MPCVD) et la méthode de l'arc électrique (DCCVD) qui sont limitées dans la taille des plaquettes qu'elles peuvent produire.
Toutefois, l'un des principaux inconvénients de la HFCVD est la détérioration mécanique du filament due à la formation de carbures métalliques et au gonflement, à la flexion, à la fissuration et à la fragilité qui s'ensuivent.
5. Applications
Malgré ses inconvénients, le procédé HFCVD reste une technologie cruciale, tant pour la recherche que pour les applications commerciales.
Elle est particulièrement utilisée dans la préparation de films de diamant pour des domaines de haute technologie tels que l'électronique, l'électrochimie et l'industrie chimique.
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