Трубчаста піч хімічного осадження з парової фази (CVD) — це, по суті, високоінтегрована та складна система, тоді як стандартна трубчаста піч слугує -інструментом більш загального призначення для термічної обробки.
Архітектура CVD-печі включає спеціалізовані підсистеми, призначені для подачі газу, контролю вакууму та хімічних компонентів-реакцій, яких немає в простіших печах, призначених виключно для нагрівання матеріалів у контрольованій атмосфері.
Специфічні вимоги процесу хімічного осадження з парової фази (CVD) безпосередньо визначають його складну конструкцію. Кожен компонент виконує окрему функцію, яка виходить далеко за межі простого нагрівання.
Реакційна камера і топкова труба
У системах CVD використовуються високо{0}}печні труби (зазвичай виготовлені з кварцу), щоб гарантувати, що жодні забруднення не заважають процесу хімічного осадження.
Обидва кінці цих трубок загерметизовано фланцями з високо-нержавіючої сталі. Це створює -газонепроникне середовище-, що є критичною вимогою для контролю газів-попередників і евакуації побічних продуктів в умовах вакууму.
Стандартні трубчасті печі, навпаки, зазвичай використовують керамічні труби з оксиду алюмінію або муліту. Їх ущільнювальні механізми призначені лише для утримання інертних газів, а не для підтримки високого-вакууму.
Системи контролю атмосфери та тиску
Це є найбільш суттєвою структурною відмінністю. АCVD трубчаста пічмає систему керування джерелом газу-зазвичай оснащену кількома контролерами масової витрати (MFC)-для полегшення точного змішування та впорскування реакційноздатних газів-попередників.
Він також включає інтегровану систему керування вакуумом, укомплектовану насосами та манометрами, розроблену для підтримки певного низького -тиску середовища, необхідного для реакції осадження.
Для порівняння, стандартні трубчасті печі мають відносно прості отвори для входу та випуску газу. Хоча вони потребують очищення інертними газами-такими як азот або аргон-для запобігання окисленню, їм бракує можливості для точного контролю складу та тиску газу.
Система контролю температури
Печі CVD використовують багато-сегментні інтелектуальні програмовані контролери.
Ці контролери здатні виконувати складні температурні профілі-включаючи точні швидкості зміни температури, час перебування та швидкості охолодження-, які є критично важливими для керування ростом і властивостями нанесених тонких плівок.
Багато таких печей також мають три{0}}зонну конструкцію, де центральна частина труби та її два кінці незалежно керуються окремими контролерами.
Ця конфігурація створює ширшу зону виняткової рівномірності температури-, що є важливою передумовою для досягнення рівномірного осадження на великих площах поверхні, як-от кремнієві пластини.
У той час як багато{0}}зональні печі існують для -застосувань CVD, базові трубчасті печі зазвичай використовують одну зону нагріву та простіші контролери, призначені для підтримки однієї цільової температури.
Корпус печі та охолодження
Печі для хімічного осадження з парової фази (CVD) зазвичай мають подвійну-конструкцію корпусу печі, оснащену внутрішніми вентиляторами охолодження. Ця конструкція забезпечує швидке охолодження після завершення процесу осадження.
Така швидка зміна температури є вимогою процесу; це допомагає «заморозити» структуру нанесеної тонкої плівки, тим самим запобігаючи небажаним фазовим переходам або росту зерен, які могли б статися під час повільного процесу охолодження.
Стандартні конструкції печей, навпаки, надають пріоритет термічній стабільності та зазвичай використовують метод повільного пасивного охолодження.