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化学気相蒸着とは?

かがくきそうじょうちゃく

化学気相蒸着とは、気体状の原料ガスを化学反応させて固体薄膜を基板上に堆積させる薄膜形成技術のことです。

化学気相蒸着(Chemical Vapor Deposition、略称CVD)は、原料となる化合物気化させた状態で反応チャンバーに導入し、基板表面で熱・プラズマ・光などのエネルギーを利用して化学反応を起こし、目的とする薄膜を堆積させる技術です。蒸発した物質を物理的に付着させる物理気相蒸着(PVD)とは異なり、化学反応を介して膜を形成する点が特徴です。

CVDの主な方式には以下のものがあります。

  • 熱CVD:基板を加熱することで反応を促進する最も基本的な方式
  • プラズマCVD(PECVD):プラズマを用いて低温での成膜を可能にする
  • 金属有機CVD(MOCVD):有機金属化合物を原料に用い、半導体薄膜を形成する
  • 原子層堆積(ALD):原子1層ずつ精密に堆積させる超高精度の方式

CVDで形成できる薄膜は多様で、シリコン・シリコン窒化膜・シリコン酸化膜・ダイヤモンドライクカーボン・窒化チタンなどがあります。半導体集積回路(IC)の製造工程においては不可欠な技術であり、太陽電池・ディスプレイパネル・光学コーティング・切削工具の硬質コーティングなど幅広い分野で使われています。形成される膜の均一性が高く、複雑な形状の表面にもコーティングできる利点があります。

使い方・例文

スマートフォンのプロセッサチップ製造では、回路パターンを形成するためにプラズマCVDが使われており、ナノメートル単位の薄膜を精密に積み重ねることで高性能な半導体素子が作られます。

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