化学気相成長法（CVD）は、非常に幅広い材料からコーティングを形成できる、汎用性の高い薄膜形成技術である。このプロセスでは、金属、半導体、セラミック、複雑なナノ構造を、組成と微細構造を正確に制御しながら成膜することができる。これらの機能により、CVDは半導体から航空宇宙まで、硬度、熱安定性、電気特性などの材料特性が重要な産業で不可欠なものとなっている。
キーポイントの説明
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金属と合金
- 化学量論的に制御された純金属（タングステン、銅）および合金をCVD成膜します。
- 用途：半導体配線、拡散バリア、耐摩耗性コーティング
- 例切削工具用窒化チタン(TiN)コーティング (mpcvdマシン)
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半導体
- 様々な結晶／アモルファス形態のシリコン（Si）
- パワーエレクトロニクス用化合物半導体（GaN、SiC
- デバイス製造用ドープ層（in-situリン/ホウ素ドーピング
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セラミック化合物
- 炭化物:極限環境用炭化ケイ素(SiC)
- 窒化物:熱管理用窒化アルミニウム(AlN)
- 酸化物:トライボロジーのためのκ/α相制御Al₂O₃コーティング
- ホウ化物:ZrB₂のような超高温材料
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炭素系材料
- サーマルスプレッダー用ダイヤモンド膜
- 生体インプラント用ダイヤモンドライクカーボン(DLC)
- 制御された熱分解によるナノ構造（ナノチューブ、グラフェン
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誘電体膜
- 絶縁膜用二酸化ケイ素（SiO₂)
- パッシベーション用窒化ケイ素（Si₃N₄)
- 先端相互接続用低誘電体（SiOF）
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複雑なアーキテクチャ
- コアシェルナノワイヤー（Si/Geヘテロ構造など）
- 触媒用途の多孔質コーティング
- 原子レベルの精度を持つ多層スタック（超格子
熱CVD、プラズマエンハンスド（PECVD）、またはその他のバリエーションのいずれを選択するかは、材料の分解温度と要求される膜質によって決まります。この柔軟性により、CVDは微細加工、保護膜、機能性ナノ材料などの進化するニーズに対応することができる。
総括表
| 素材カテゴリー | 例 | 主な用途 |
|---|---|---|
| 金属および合金 | タングステン、TiN | 半導体相互接続、工具コーティング |
| 半導体 | Si、GaN、SiC | パワーエレクトロニクス、デバイス製造 |
| セラミック化合物 | SiC, AlN, Al₂O₃ | 極限環境、熱管理 |
| 炭素系材料 | ダイヤモンド膜、グラフェン | サーマルスプレッダー、バイオメディカルインプラント |
| 誘電体膜 | SiO₂, Si₃N↪2084↩ | 絶縁層、パッシベーション |
| 複雑なアーキテクチャー | コアシェルナノワイヤー、超格子 | 触媒用途、精密コーティング |
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