CVD-процес (Chemical vapor deposition) хімічний процес, що використовується для отримвання високочистих твердих матеріалів. Процес часто використовується в індустрії напівпровідників для створення тонких плівок. В типовому CVD-процесі, підложка розташовується в парах одного або декількох речовин, які, вступаючи в реакцію і/або розкладаючись, створюють на поверхні підложки необхідну речовину. Часто утворюється газоподібний продукт реакції, що виноситься з камери потоком газу. За допомогою CVD-процесу створюються матеріали різних структур : монокристали, полікристали, аморфні тіла та епітаксіальні. Приклади матеріалів: кремній (мікросхемотехніка), вуглецеве волокно, вуглецеве нановолокно, вуглецеві нанотрубки, SiO2, діелектрики, синтетичні алмази... Наприклад, полікристалічний кремній отримують із силанів при наступній реакції [19]:
SiH4 → Si + 2 H2
Температура при цьому між 600 та 650 °C , а тиск від 25 до 150 Па, а швидкість осадження 10-20 нм за хвилину. Діоксид кремнію може наноситися декількома процесами:
SiH4 + O2 → SiO2 + 2 H2
SiCl2H2 + 2 N2O → SiO2 + 2 N2 + 2 HCl
Si(OC2H5)4 → SiO2 + byproducts
MOCVD – метод епітаксіального росту матеріалів особливо напівпровідників шляхом термічного розкладу (піроліз) із органічних газів, що містять необхідні хімічні елементи. Наприклад арсенід галлію (GaAs) вирощують на підложці з використанням в реакторі триметилгаллія (CH3)3Ga та триметиларсену (C6H5)3As. Сам термін запропонував засновник методу Гарольд Марасевит в 1968 році [20]. На відміну від MПE ріст здійснюється не в вакуумі, а в присутності газу при помірному тиску (від 2 до 100 кПа). Система складається з реактора – камери, зробленого з хімічно інертного матеріалу, який повинен видержувати високу температуру. Сама підложка розташована на підложкотримачі з контролем температури. Газ до системи вводиться шляхом продування так званого транспортного газу (найчастіше H2 або N2) через металорганічну рідину і забирає з собою частину металорганічних парів.
Молекулярно-пучкова епітаксія (МПЕ) [21] - технологія епітаксіального росту в умовах надвисокого вакума. Дозволяє отримувати гетероструктури заданої товщини з моноатомно гладкими гетеропереходами і з заданим профілем легування. В установках МПЕ є можливість досліджувати якість плівок ‘in situ’ (тобто прямо в ростовій камері під час росту). Для процесу епітаксії необхідні надзвичайно чисті підложки з атомарно гладкою поверхнею. Технологія МПЕ була створена в кінці 1960-х років Дж. Р. Артуром (J. R. Arthur) и Альфредом Чо (Alfred Y. Cho). Це надзвичайно потужна та коштовна технологія.
Як було показано в попередньому розділі, саме ці технології отримання високочистих з докладною геометрією структур, лежать в основі перспективних на сучасний стан датчиках газів.
Висновки
Узагальнюючи вище сказане, слід відмітити наступне:
1. Створення чутливих датчиків газів - широкоформатна задача науки та техніки, яка вимагає поєднання високотехнологічних напрямків фізики, хімії;