تعارف
1. دھاتی نامیاتی مرکب کیمیائی بخارات جمع کرنے والی ٹیکنالوجی (MOCVD)
MOCVD کیمیائی بخارات جمع کرنے کا ایک طریقہ ہے جو دھاتی نامیاتی مرکبات کو استعمال کرتا ہے جو کم درجہ حرارت پر آسانی سے گلنے اور اتار چڑھاؤ کا شکار ہوتے ہیں مواد کے ذریعہ، بنیادی طور پر کمپاؤنڈ کے بخارات کے مرحلے کی نشوونما کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔سیمی کنڈکٹرز. روایتی CVD کے مقابلے میں، MOCVD میں جمع کرنے کا درجہ حرارت نسبتاً کم ہوتا ہے اور یہ خاص ساختی سطحوں جیسے کہ انتہائی پتلی تہوں یا حتیٰ کہ جوہری تہوں کو بھی جمع کر سکتا ہے، جس سے مختلف ذیلی سطحوں پر مختلف پتلی فلموں کو جمع کیا جا سکتا ہے۔ لہذا، اس میں سبسٹریٹس کے لیے اعلیٰ اطلاقی قدر ہے جو روایتی CVD اعلی درجہ حرارت کو برداشت نہیں کر سکتے اور درمیانے درجے سے کم درجہ حرارت کے ذیلی ذخیرے جیسے کہ سٹیل کے استعمال کی ضرورت ہوتی ہے۔ اس کے علاوہ، MOCVD ٹیکنالوجی کے ذریعے اگائی جانے والی پولی کرسٹل لائن SiO2 ایک اچھا شفاف کنڈکٹیو مواد ہے، اور MOCVD کے ذریعے حاصل کردہ TiO2 کرسٹل لائن فلموں کو اینٹی ریفلیکشن لیئرز، واٹر فوٹو الیکٹرولائسز، اور فوٹو کیٹالیسس میں بھی استعمال کیا گیا ہے۔شمسی خلیات. MOCVD ٹیکنالوجی کی سب سے پرکشش نئی ایپلی کیشن ناول ہائی ٹمپریچر سپر کنڈکٹنگ آکسائیڈ سیرامک پتلی فلموں کی تیاری ہے۔
2. پلازما کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (پی سی وی ڈی)
پلازما میں اضافہ شدہ کیمیائی بخارات کا ذخیرہ، جسے پلازما بڑھا ہوا کیمیائی بخارات کا ذخیرہ بھی کہا جاتا ہے، ایک ایسا عمل ہے جو گیس گلو ڈسچارج سے پیدا ہونے والے کم درجہ حرارت کے پلازما کو استعمال کرتا ہے تاکہ ری ایکٹنٹس کی کیمیائی سرگرمی کو بڑھایا جا سکے، گیسوں کے درمیان کیمیائی رد عمل کو فروغ دیا جا سکے، اور اعلیٰ معیار کی کوٹنگز جمع کی جا سکیں۔ کم درجہ حرارت.
اس وقت، PCVD بنیادی طور پر دھاتوں، سیرامکس، اور شیشے جیسے ذیلی جگہوں پر حفاظتی فلموں، کمک والی فلموں، ترمیمی فلموں، اور فنکشنل فلموں کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔ اس کے اطلاق میں اہم نئی پیشرفت ہیرے جیسی کاربن فلموں کا جمع ہونا ہے، جو عام طور پر ریڈیو فریکوئنسی پلازما ہائیڈرو کاربن گیس کی سڑن اور آئن بیم کے جمع ہونے کو ملا کر تیار کی جاتی ہیں۔ ان سیرامک فلموں کو کاٹنے کے اوزار، لیزر ریفلیکٹرز کے لیے لباس مزاحم کوٹنگز کے شعبوں میں استعمال کے منفرد امکانات ہیں۔آپٹیکل فائبر فلمیںوغیرہ
3. لیزر کیمیائی بخارات جمع (LCVD)
LCVD ایک پتلی فلم جمع کرنے کا طریقہ ہے جو لیزر بیم کی فوٹوون توانائی کو کیمیائی بخارات جمع کرنے کے عمل کے دوران کیمیائی رد عمل کو پرجوش اور فروغ دینے کے لیے استعمال کرتا ہے۔ اس وقت، LCVD ٹیکنالوجی میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہےلیزر لتھوگرافی, بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹ ماسک کی اصلاح، لیزر وانپیکرن جمع، اور میٹالائزیشن۔ سلکان نائٹرائڈ فلم کے لیے LCVD طریقہ صنعتی اطلاق کی سطح تک پہنچ گیا ہے، جس کی اوسط سختی 2200HK تک ہے۔
4. کم دباؤ کیمیائی بخارات کا ذخیرہ (LPCVD)
LPCVD کی دباؤ کی حد عام طور پر 1 × 104 اور 4 × 104 Pa کے درمیان ہوتی ہے۔ کم دباؤ کے تحت مالیکیولز کے اوسط آزاد راستے میں اضافے کی وجہ سے، گیسی ری ایکٹنٹس اور ضمنی مصنوعات کی بڑے پیمانے پر منتقلی کی شرح تیز ہو جاتی ہے، اس طرح رد عمل میں تیزی آتی ہے۔ جمع پتلی فلم مواد کی تشکیل کی شرح. دریں اثنا، گیس کے مالیکیولز کی غیر مساوی تقسیم کو مختصر مدت میں ختم کیا جا سکتا ہے، جس سے یکساں موٹائی والی پتلی فلموں کی نشوونما ہو سکتی ہے۔ اس کے علاوہ، گیس کے مالیکیولز کی نقل و حمل کے دوران، کیمیائی عمل میں حصہ لینے والے ری ایکٹنٹ مالیکیول ایک خاص درجہ حرارت پر توانائی کی ایک خاص مقدار جذب کرتے ہیں، جو ان مالیکیولز کو متحرک کر کے متحرک حالت میں رکھتا ہے۔ یہ کیمیائی تعاملات میں حصہ لینے والے ری ایکٹنٹ گیس کے مالیکیولز کے درمیان کیمیائی رد عمل کو آسان بناتا ہے، جس کا مطلب ہے کہ LPCVD کی جمع ہونے کی شرح نسبتاً زیادہ ہے۔ یہ طریقہ پولی کرسٹل لائن سلکان، سلکان نائٹرائڈ، سلکان ڈائی آکسائیڈ وغیرہ کو جمع کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔
5. الٹرا ویکیوم کیمیائی بخارات جمع (UHVCVD)
CVD کی ایک اور ترقی کی سمت میں - ہائی ویکیوم، الٹرا ہائی ویکیوم کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ (UHVCVD) سامنے آیا ہے۔ اس کی نشوونما کا درجہ حرارت کم ہے (425-600 ڈگری)، لیکن اس کے لیے 1.33 × 10-8پا سے کم ویکیوم ڈگری کی ضرورت ہوتی ہے۔ نظام کا ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ مالیکیولر بیم ایپیٹیکسی (MBE) سے آسان ہے، اور اس کا فائدہ ملٹی ویفر نمو حاصل کرنے کی صلاحیت ہے۔ رد عمل کے نظام کا ڈیزائن اور مینوفیکچرنگ بھی مشکل نہیں ہے۔ روایتی ایپیٹیکسی کے برعکس، یہ تکنیک کم وولٹیج اور کم درجہ حرارت میں اضافے کا استعمال کرتی ہے، جس سے یہ خاص طور پر سیمی کنڈکٹر مواد کو جمع کرنے کے لیے موزوں ہے جیسے Sn: Si، Sn: Ge، Si: C، Gex: Si1-x، وغیرہ۔
6. الٹراسونک کیمیائی بخارات جمع (UWCVD)
الٹراسونک کیمیائی بخارات کا ذخیرہ اعلی توانائی کے توانائی کے ذرائع کی تلاش میں ابھرا جو برقی مقناطیسی لہروں سے مختلف تابکاری کی شکل میں CVD کو شروع کرتا ہے۔ الٹراسونک لہریں CVD کے جمع ہونے کی شرح کو بہتر بنا سکتی ہیں اور ہموار اور یکساں جمع فلمیں بنا سکتی ہیں جو روایتی CVD حاصل نہیں کر سکتی ہیں۔ متعلقہ رپورٹس کے مطابق، الٹراساؤنڈ کی فریکوئنسی اور طاقت کو مناسب طریقے سے ایڈجسٹ کرنے سے اناج کے سائز کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، CVD جمع فلموں کی مضبوطی اور سختی کو بہتر بنایا جا سکتا ہے، جمع شدہ فلموں اور سبسٹریٹس کے درمیان چپکنے کو بڑھایا جا سکتا ہے، اور جمع شدہ فلموں کو مضبوط سمت کا حامل بنایا جا سکتا ہے۔
UWCVD کے فوائد کی وجہ سے جو کچھ دوسرے CVD طریقوں سے حاصل نہیں کیے جاسکتے ہیں، جیسے کہ باریک اور گھنے جمع فلم کی ساخت، جمع شدہ فلم اور سبسٹریٹ کے درمیان مضبوط چپکنے، اور جمع شدہ فلم کی اچھی طاقت اور سختی، اس کو تلاش کرنا اور مطالعہ کرنا ضروری ہے۔ نیا عمل، اور اسے صنعتی پیداوار میں مؤثر طریقے سے لاگو کرنا بھی ممکن ہے۔
درخواست
1. حفاظتی کوٹنگ
بہت سے خاص ماحول میں استعمال ہونے والے مواد کو اکثر افعال فراہم کرنے کے لیے کوٹنگ تحفظ کی ضرورت ہوتی ہے جیسے پہننے کے خلاف مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، اعلی درجہ حرارت آکسیڈیشن مزاحمت، اور تابکاری مزاحمت۔ TiN، TiC، Ti (C، N) اور CVD طریقہ سے تیار کردہ دیگر پتلی فلموں میں سختی اور پہننے کی مزاحمت زیادہ ہوتی ہے۔ ٹول کی کٹنگ سطح پر صرف 1-3 μm TiN فلم کی کوٹنگ اس کی سروس لائف کو تین گنا سے زیادہ بڑھا سکتی ہے۔ اور دیگر دھاتی آکسائیڈز، کاربائیڈز، نائٹرائڈز، سلی سائیڈز، فاسفائیڈز، کیوبک بوران نائٹرائیڈ، ہیرے جیسی کاربن فلموں کے ساتھ ساتھ مختلف کمپوزٹ فلمیں بھی بہترین لباس مزاحمت کی نمائش کرتی ہیں۔ اس کے علاوہ، جمع کے ذریعے حاصل کی جانے والی Al2O3، TiN اور دیگر پتلی فلموں کی سنکنرن مزاحمت بہت اچھی ہے، جبکہ کرومیم پر مشتمل بے ترتیب فلموں کی سنکنرن مزاحمت اس سے بھی زیادہ ہے۔ سلیکون پر مبنی مرکبات جیسے SiC، Si3N4، MoSi2، وغیرہ اہم اعلی درجہ حرارت آکسیکرن مزاحم کوٹنگز ہیں، جو سطح پر گھنے SiO2 فلمیں پیدا کرتے ہیں اور 1400-1600 ڈگری پر آکسیڈیشن کو برداشت کر سکتے ہیں۔
2. مائیکرو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی
سیمی کنڈکٹر ڈیوائسز اور انٹیگریٹڈ سرکٹس کے بنیادی مینوفیکچرنگ کے عمل میں، بنیادی مراحل میں سیمی کنڈکٹر فلموں کی اپیٹیکسیل نمو، پی این جنکشن ڈفیوژن عناصر کی تشکیل، ڈائی الیکٹرک آئسولیشن، ڈفیوژن ماسک اور میٹل فلموں کا جمع کرنا شامل ہیں۔ کیمیائی بخارات کے ذخیرہ نے ان مادی تہوں کی تیاری میں بتدریج پرانے عمل جیسے کہ اعلی درجہ حرارت کے آکسیکرن اور سلیکون کے پھیلاؤ کو تبدیل کر دیا ہے، اور جدید مائیکرو الیکٹرانکس ٹیکنالوجی میں غالب پوزیشن پر قبضہ کر لیا ہے۔ الٹرا بڑے پیمانے پر مربوط سرکٹس کی تیاری میں، کیمیائی بخارات کا ذخیرہ پولی کرسٹل لائن سلکان فلموں، ٹنگسٹن فلموں، ایلومینیم فلموں، دھاتی سلیکائڈز، سلکان آکسائیڈ فلموں، اور سلکان نائٹرائڈ فلموں کو جمع کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ یہ پتلی فلمی مواد گیٹ الیکٹروڈز، ملٹی لیئر وائرنگ، دھاتی وائرنگ، ریزسٹرس اور حرارت کی کھپت کے مواد کے لیے انٹرلیئر موصلیت کی فلموں کے طور پر استعمال کیا جا سکتا ہے۔
3. سپر کنڈکٹنگ ٹیکنالوجی
سپر کنڈکٹنگ مواد کی CVD تیاری ریڈیو کارپوریشن آف امریکہ (RCA) نے 1960 کی دہائی میں ایجاد کی تھی۔ کیمیائی بخارات جمع کرنے سے تیار ہونے والی Nb3Sn کم درجہ حرارت والی سپر کنڈکٹنگ ٹیپ ایک گھنی کوٹنگ، آسان موٹائی کنٹرول، اور اچھی میکانکی خصوصیات رکھتی ہے۔ یہ فی الحال اعلی فیلڈ طاقت چھوٹے میگنےٹ فائرنگ کے لئے بہترین مواد ہے.
4. شمسی توانائی کا استعمال
شمسی توانائی توانائی کا ایک ناقابل تسخیر ذریعہ ہے، اور شمسی خلیات بنانے کے لیے غیر نامیاتی مواد کے فوٹو الیکٹرک کنورژن فنکشن کا استعمال شمسی توانائی کو استعمال کرنے کا ایک اہم طریقہ ہے۔ اس وقت، سی وی ڈی ٹیکنالوجی، بشمول ایل پی سی وی ڈی اور پی سی وی ڈی عمل، عام طور پر پولی کرسٹل لائن سلکان پتلی فلم بیٹریاں تیار کرنے کے لیے استعمال ہوتی ہے۔ سیلیکون اور گیلیم آرسنائیڈ ہوموجنکشن سیلز کی کامیاب آزمائشی پیداوار، نیز II-V اور I-VI سیمی کنڈکٹرز، جیسے SiO2/Si، GaAs/GaAlAs، CdTe/CdS وغیرہ سے بنائے گئے مختلف ہیٹروجنکشن سولر سیلز، تقریباً سبھی ہیں۔ پتلی فلم کی شکل میں بنایا گیا ہے، اور بخارات کا ذخیرہ ان کی تیاری کی اہم ٹیکنالوجی ہے۔
5. سرگوشیوں کی پیداوار
سرگوشیاں ترقی پذیر سنگل کرسٹل کی ایک قسم ہے جو جامع مواد کے میدان میں اہم کردار ادا کرتی ہے اور اسے کچھ نئی قسم کے مرکب مواد تیار کرنے کے لیے استعمال کیا جا سکتا ہے۔ کیمیائی بخارات جمع کرنے کا طریقہ کرسٹل سرگوشیوں کی تیاری میں دھاتی ہالائڈز کی ہائیڈروجن کمی کی خصوصیات کا استعمال کرتا ہے۔ کیمیائی بخارات کا ذخیرہ نہ صرف دھات کی مختلف سرگوشیاں تیار کرسکتا ہے بلکہ مرکب سرگوشیاں جیسے ایلومینا، ڈائمنڈ، ٹائٹینیم کاربائیڈ سرگوشی وغیرہ بھی تیار کرسکتا ہے۔
6. قیمتی دھات کی پتلی فلموں کی تیاری
قیمتی دھات کی پتلی فلموں نے اپنی بہترین آکسیڈیشن مزاحمت، اعلی چالکتا، مضبوط اتپریرک سرگرمی، اور انتہائی استحکام کی وجہ سے محققین کی دلچسپی کو اپنی طرف متوجہ کیا ہے۔ قیمتی دھات کی پتلی فلمیں بنانے کے دیگر طریقوں کے مقابلے میں، کیمیائی بخارات جمع کرنے کے زیادہ تکنیکی فوائد ہیں، اس لیے قیمتی دھات کی پتلی فلموں کی تیاری کے زیادہ تر طریقے اس طریقے کو استعمال کرتے ہیں۔ قیمتی دھات کی پتلی فلموں کو جمع کرنے کے لیے استعمال ہونے والے جمع مواد کی اقسام نسبتاً وسیع ہیں، لیکن ان میں سے زیادہ تر قیمتی دھاتی عناصر کے ہالائیڈز اور نامیاتی مرکبات ہیں، جیسے Cl3Ir، COCl2، پلاٹینم کلورائد، اریڈیم کلورائد، DCPD مرکبات، C5H2F6O2 یا C5H2F6O2، C5H2F6O2 یا مرکبات۔ C15H21IrO6 اور C10H14O4Pt، وغیرہ۔
