Ultrafine particles produced by plasma enhanced chemical vapor deposition -from SiH4, CH4, NH3 and B2H6 gas mixtures- for nanostructured ceramics applications

Abstract

[eng] Ultrafine particles of silicon and related binary and ternary alloys of the Si-B-C-N system produced in our research group from silane, methane, diborane, ammonia and nitrogen precursor gases by plasma enhanced chemical vapor deposition at low pressure and room temperature are reviewed. The in-situ techniques of plasma analysis and surface characterization (quadrupolar mass spectrometry, optical emission spectroscopy and ellipsometry) providing evidence of powder formation and the polymerization reactions based on the SinH2n- negative radicals electrically confined in the plasma sheath are described. The square wave modulation (SQWM) of the rf power is discussed as an efficient method of controlling the powder particle production with low particle-size dispersion. The properties of the powder particles determined by different structural characterization techniques providing their size and distribution, crystalline order and morphology, chemical composition and chemical bond vibrational characteristics, are analyzed and discussed

[cat] Hom presenta una revisió sobre les partícules ultrafines de silici i els seus aliatges binaris i ternaris del sistema Si-B-C-N, produïdes en el nostre grup de recerca a partir dels gasos precursors silà, metà, diborà, amoníac i nitrogen, per dipòsit químic en fase vapor (CVD) reforçat per plasma, a baixa pressió i temperatura ambient. És descrita també la utilització de tècniques in situ d'anàlisi per plasma i de caracterització de superfícies (espectroscòpia de masses quadripolar, espectroscòpia òptica d’emissió i el·lipsometria), que donaren l’evidència de formació de partícules de pols i de reaccions de polimerització basades en radicals negatius SinH2n– confinats elèctricament en l’embolcall del plasma. La modulació d’ona quadrada (SQWM) de la font de rf és estudiada com un eficient mètode de control de la producció de partícules amb una petita dispersió de llurs dimensions. Finalment, hom analitza i discuteix les propietats de les partícules produïdes, determinades per diferents tècniques de caracterització, que permeteren obtenir llurs dimensions i distribució, ordre cristal·lí i morfologia, composició química i les característiques vibracionals dels enllaços químics