什么是化學氣相沉積 (CVD)?
化學氣相沉積是一種利用基材表面熱誘導化學反應的真空薄膜沉積工藝。根據所用材料的不同,該過程略有不同。
- 當涂層是金屬或合金時,它通過加熱或壓力變化而蒸發。然后蒸氣沉積在較冷的晶圓半導體(基板)上,形成均勻的涂層。
- 當涂層是聚合物(例如氮化硅)時,兩種或更多種氣體前體(單體)利用熱量分解,然后它們在真空室中一起反應以形成新的聚合物化合物,該聚合物化合物作為薄膜層沉積在基底上。
調整壓力、溫度和持續時間會影響沉積層的厚度。事實上,根據這些變量,CVD 工藝有許多子類別。這些包括:
- 大氣壓化學氣相沉積(APCVD):在大氣壓下熱驅動,沉積速率高。需要 1000°C 至 1300°C 之間的極高溫度。
- 低壓化學氣相沉積 (LPCVD):利用低壓和熱量與固體基材上的前體氣體發生反應。降低的壓力減少了不需要的氣相反應,并提高了晶圓半導體上的薄膜均勻性。溫度范圍通常在 570°C 至 650°C 之間。
- 超高真空化學氣相沉積 (UHCVD):在非常低的壓力下進行,通常低于 10 -6 Pa。
- 等離子體增強化學氣相沉積(PECVD):是一種低溫(因此更經濟)薄膜沉積工藝。它的工作溫度在 100°C-400°C 之間。冷等離子體與反應氣體一起添加,在基材上形成所需的涂層。
- 光引發化學氣相沉積 (PICVD):使用紫外線激發化學反應。它與 PECVD 類似,因為等離子體是紫外線輻射的強發射體。在某些條件下,PICVD 可以在大氣壓或接近大氣壓下操作。
- 原子層沉積 (ALD):使用多種交替氣體。每種氣體都會與基材表面發生反應并使其飽和。然后用惰性氣體吹掃室,然后允許另一種反應氣體進入以形成下一個沉積層。該技術也用于納米技術。
CVD有哪些優點和缺點?
CVD 可用于以相當高的沉積速率在玻璃、陶瓷、金屬和金屬合金等多種材料上形成薄膜層。 CVD 相對于物理氣相沉積 (PVD)的優勢在于,即使在復雜的形狀上,它也可用于形成均勻的涂層。事實上,這一特性與 CVD 沉積的高純度相結合,使其在敏感的納米技術工藝中非常有用。在化學氣相沉積過程中很容易從氣態前體中去除雜質。這是納米技術應用的另一個優勢。
不利的一面是,CVD 前體可能具有劇毒、爆炸性或腐蝕性,并且殘留產品是危險廢物。此外,一些前體可能很昂貴。
圣柏林 為 CVD 工藝提供哪些加熱解決方案?
CVD 涂層應用中有多種加熱工藝的方法,其中最重要且最廣泛使用的方法之一是電阻加熱。這是 圣柏林 的專業領域,擁有一系列非常適合 CVD 應用的高質量礦物絕緣加熱元件。微型加熱器是 CVD 定制設計加熱解決方案的另一個例子。
由于納米技術采用 CVD,熱性能對于控制薄膜沉積和確保質量至關重要。在 圣柏林,我們擁有設計定制加熱系統的專業知識,可以應對所有不同 CVD 工藝的挑戰。我們的高溫精密加熱器可以與先進的溫度傳感器相結合,從而確保對這些過程至關重要的熱均勻性。
用于 CVD 的礦物絕緣加熱元件的優點
- 溫度高達 1000°C
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礦物絕緣確保
- 加熱元件適用于要求苛刻的氣氛(真空、惰性氣體)
- 耐化學性
- 優異的介電耐久性
- 可定制護套材料以適應任何環境
- 加熱器冷熱部分之間的無縫過渡
- 熱段和冷段直徑相等
- 由于冷端可防止過熱,端接很簡單
- 適合高功率密度
- 熱量分布到源、晶圓、目標或基板的均勻性
- 大彎曲半徑使加熱元件適合復雜的彎曲應用
- 關鍵工藝的精確加熱
- 更薄、更輕的設計是可能的。
- 快速預熱時間
- 密封的加熱元件可防止污染
- 熱電偶可以包含在設計中
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