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Dépôt chimique en phase vapeur

Processus des réactions consécutives qui se déroulent lors d'un dépôt chimique de couches atomiques en phase vapeur (ALCVD, atomic layer chemical vapor deposition).

Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est un procédé qui permet de déposer par épitaxie des films de matières solides à la surface d'un substrat durant la phase vapeur d'une réaction chimique contrôlée. Cette technique, aussi appelée dépôt de film ou couche mince, est utilisée principalement en électronique, en optoélectronique, en catalyse et dans les applications énergétiques, telles que les semiconducteurs, la préparation de plaquettes de silicium et les cellules solaires imprimables.

Le CVD est une méthode rapide et polyvalente de support de la croissance des films, permettant de générer des revêtements purs d'épaisseur uniforme et de porosité contrôlée, même sur les surfaces complexes ou profilées. De plus, il est possible d'appliquer le CVD de manière sélective et sur de grandes zones, sur les substrats à motifs. Le CVD constitue une méthode de croissance transposable, contrôlable et rentable pour la synthèse ascendante de matériaux bidimensionnels ou de films minces du type métaux (silicium, tungstène, par exemple), carbone (graphène, diamant notamment), arséniures, carbures, nitrures, oxydes, et dichalcogénures de métaux de transition (TMDC pour transition metal dichalcogenide). La synthèse de films minces bien ordonnés nécessite des précurseurs métalliques de grande pureté (organométalliques, halogénures, alkyles, alcoxydes et cétonates).

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La composition et la morphologie des couches varient en fonction des précurseurs et du substrat choisis, de la température, de la pression de la chambre, du débit du gaz vecteur, de la quantité et du ratio des matériaux de départ, et de la distance source-substrat durant le procédé CVD. Le dépôt de couche atomique (ALD, Atomic layer deposition), sous-classe du CVD, permet de contrôler encore mieux le dépôt de films minces grâce à des réactions consécutives auto-limitantes de précurseurs sur un substrat.