Тръбната пещ за химическо отлагане на пари (CVD) по същество е силно интегрирана и усъвършенствана система, докато стандартната тръбна пещ служи като -инструмент с по-общо предназначение за термична обработка.
Архитектурата на една CVD пещ включва специализирани подсистеми, посветени на доставянето на газ, контрола на вакуума и компонентите на реакционната химия-, които липсват в по-простите пещи, проектирани единствено за нагряване на материали в контролирана атмосфера.
Специфичните изисквания на процеса на химическо отлагане на газове (CVD) директно диктуват неговия сложен структурен дизайн. Всеки компонент изпълнява отделна функция, която далеч надхвърля обикновеното нагряване.
Реакционна камера и пещна тръба
CVD системите използват пещни тръби с висока{0}}чистота (обикновено изработени от кварц), за да гарантират, че никакви замърсители не пречат на процеса на химическо отлагане.
Двата края на тези тръби са запечатани с високо-вакуумни фланци от неръждаема стомана. Това създава газо{2}}непроницаема среда-, което е критично изискване за контролиране на прекурсорните газове и евакуиране на странични продукти при условия на вакуум.
Стандартните тръбни пещи, за разлика от тях, обикновено използват керамични тръби от алуминий или мулит. Техните запечатващи механизми са проектирани само да съдържат инертни газове, вместо да поддържат среда с висок-вакуум.
Системи за контрол на атмосферата и налягането
Това представлява най-същественото структурно разграничение. АCVD тръбна пещвключва система за контрол на източника на газ-обикновено оборудвана с множество контролери за масов поток (MFC)-за улесняване на прецизното смесване и инжектиране на реактивни прекурсорни газове.
Той също така включва интегрирана система за контрол на вакуума, пълна с помпи и манометри, проектирани да поддържат специфичната среда с ниско-налягане, необходима за протичане на реакцията на отлагане.
За сравнение, стандартните тръбни пещи имат относително прости входни и изходни отвори за газ. Въпреки че се нуждаят от продухване с инертни газове-като азот или аргон-за предотвратяване на окисляване, липсва им способността за прецизен контрол върху газовия състав и налягане.
Система за контрол на температурата
CVD пещите използват много-сегментни интелигентни програмируеми контролери.
Тези контролери са способни да изпълняват сложни температурни профили-включително прецизни скорости на нарастване, времена на задържане и скорости на охлаждане-които са критични за управление на растежа и свойствата на отложените тънки филми.
Много такива пещи също така разполагат с три{0}}зонален дизайн, при който централната секция на тръбата и нейните два края се управляват независимо от отделни контролери.
Тази конфигурация установява по-широка зона на изключителна температурна еднородност-, което е решаваща предпоставка за постигане на последователно отлагане върху големи повърхностни площи, като например силициеви пластини.
Докато съществуват много{0}}зонови пещи за не-CVD приложения, основните тръбни пещи обикновено използват една нагревателна зона и по-прости контролери, проектирани да поддържат една целева температура.
Корпус на пещта и охлаждане
Пещите за химическо отлагане на пари (CVD) обикновено разполагат с конструкция на корпуса на пещта с двойни-стени, оборудвана с вътрешни охлаждащи вентилатори. Този дизайн позволява бързо охлаждане, след като процесът на отлагане приключи.
Такава бърза промяна на температурата е изискване на процеса; помага за "замразяване" на структурата на отложения тънък филм, като по този начин предотвратява нежелани фазови преходи или растеж на зърна, които иначе биха могли да възникнат по време на бавен процес на охлаждане.
Стандартните конструкции на пещите, напротив, дават приоритет на термичната стабилност и обикновено използват метод на бавно, пасивно охлаждане.