info@kosartech.com
رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار لیزری (LCVD) چیست؟
28 خرداد 1400 2021
مولف: علی کوثری مهر

رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار لیزری (LCVD)

رسوب‌دهی شیمیایی فاز بخار لیرزی یک فرآیند CVD اصلاح شده به منظور انباشت موضعی لایه‌های نازک است. سیستم LCVD شامل یک محفظه با ورودهایی برای گازهای معرف است. این گازهای معرف به وسیله‌ی گرمای تولید شده توسط یک پرتو لیزر متمرکز تجزیه می‌گردد تا لایه‌هایی فلزی و سرامیکی را انباشت کند. در این روش گرمایش فلز موضعی است و در نتیجه الگودهی و نوشتار می‌تواند با حرکت دادن پرتو متمرکز لیزر نسبت به زیرلایه میسر شود. عموما در این روش دو گاز معرف وارد محفظه می‌شوند و پس از اتمام فرآیند یک لایه‌ی جامد و یک محصول فرعی (جانبی) به جا می‌مانند.

به طور کلی LCVD به دو دسته‌ی فوتولیزی و پیرولیزی تقسیم می‌گردد:

1- LCVD فوتولیزی: در LCVD فوتولیزی انرژی پرتو لیزر متمرکز توسط گازهای معرف جذب می‌گردد که موجب تجزیه‌ی مولکول‌‌های گاز و ایجاد لایه‌‌ی نازکی جامد بر روی زیرلایه می‌گردد. از آنجایی که در LCVD فوتولیزی انرژی توسط مولکول‌های گاز جذب می‌شود، طول‌ موج‌های لیزر وابسته به مواد هستند. لیزرهایی که معمولا در LCVD فوتولیزی به کار گرفته می‌شوند، لیزرهای فرابنفش مانند Ar+، ArF و KrF هستند.

2- LCVD پیرولیزی: در LCVD پیرولیزی پرتو لیزر به مکان‌های بر روی زیرلایه تابیده می‌شود که قرار است انباشت صورت بگیرد. بنابراین به موجب تابش لیزر، دمای محلی بر روی زیرلایه افزایش پیدا می‌کند و هنگامی که دما به آستانه‌ی تجزیه‌ی گاز می‌رسد، یک لایه‌ی جامد بر روی زیرلایه شکل می‌گیرد. لیزرهایی که معمولا در LCVD پیرولیزی به کار گرفته می‌شوند، لیزرهای فروسرخ با موج پیوسته مانند CO2 و Nd:YAG هستند.

در LCVD فوتولیزی ممکن است جذب لیزر به جای اینکه به نقطه‌ی کانونی پرتو لیزر محدود شود، در راستای پرتو لیزر بسط پیدا کند که موجب کاهش وضوح و افزایش اندازه‌ی ضخامت و پهنا می‌شود. در مقابل، همانطور که گرمادهی در فرآیند LCVD پیرولیزی جایگزیده می‌شود، می‌تواند وضوحی بهتر و نازک‌تر (تا 5 میکرون) ایجاد کند.

منابع:

1. Alemohammad H, Toyserkani E (2010) Laser-assisted additive fabrication of micro-sized coatings. In: Advances in Laser Materials Processing: Technology, Research and Application. Elsevier Inc., pp 735–762 Webpage

2. Wasa K, Kitabatake M, Adachi H (2004) Thin Films Material Technology: Sputtering of Compound Materials. Springer. Webpage