CVD-Reaktoren werden auf der Grundlage verschiedener Parameter wie Betriebsbedingungen, physikalische Eigenschaften des Dampfes und Substraterwärmung in verschiedene Typen eingeteilt.
Zu den wichtigsten Typen gehören Atmosphärendruck-CVD (APCVD), Niederdruck-CVD (LPCVD), Ultrahochvakuum-CVD (UHVCVD), aerosolgestütztes CVD (AACVD), CVD mit direkter Flüssigkeitsinjektion (DLICVD), Heißwand-CVD und Kaltwand-CVD.
Diese Reaktoren unterscheiden sich in ihren Anwendungen, Vor- und Nachteilen, und jeder Typ erfüllt spezifische Anforderungen in verschiedenen Branchen und Anwendungen.
Die 7 wichtigsten Typen von CVD-Reaktoren erklärt
1. Klassifizierung nach Betriebsbedingungen
Atmosphärendruck-CVD (APCVD): Wird bei Atmosphärendruck betrieben, benötigt keine Pumpen, kann aber zu langsameren Abscheidungsraten führen.
Niederdruck-CVD (LPCVD): Arbeitet bei Unterdruck, verwendet eine Vakuumpumpe, um Gas durch die Beschichtungskammer zu ziehen, was zu gleichmäßigeren Beschichtungsraten und geringeren Gasphasenreaktionen führt.
Ultrahochvakuum-CVD (UHVCVD): Wird bei sehr niedrigem Druck, in der Regel unter 10-6 Pa, betrieben, um sehr gleichmäßige und saubere Abscheidungsprozesse zu erzielen.
2. Klassifizierung nach physikalischen Eigenschaften des Dampfes
Aerosol-unterstützte CVD (AACVD): Nutzt Aerosolpartikel zur Unterstützung des Abscheidungsprozesses und ermöglicht die Abscheidung von Materialien mit hohem Aspektverhältnis.
Direkte Flüssigkeitsinjektion CVD (DLICVD): Bei diesem Verfahren werden flüssige Ausgangsstoffe direkt in den Reaktor eingespritzt, was eine präzise Steuerung des Abscheidungsprozesses und die Verwendung einer breiteren Palette von Ausgangsstoffen ermöglicht.
3. Klassifizierung nach Substraterwärmung
Heißwand-CVD: Hierbei werden sowohl die Substrate als auch die Reaktorwände beheizt, was eine gleichmäßige Erwärmung und Abscheidung gewährleistet, aber wegen möglicher Verunreinigungsprobleme seltener eingesetzt wird.
Kaltwand-CVD: Hier werden nur die Substrate beheizt, was das Kontaminationsrisiko und den Energieverbrauch verringert, aber zu einer weniger gleichmäßigen Erwärmung führen kann.
4. Reaktor-Schemata
Geschlossener Reaktor CVD: Die Stoffe befinden sich in einem geschlossenen Behälter, und die Reaktion findet in dieser geschlossenen Umgebung statt. Dies ist der gebräuchlichste Typ von CVD-Reaktoren.
Offener Reaktor CVD (Fließgas-CVD): Die Chemikalien werden dem System kontinuierlich zugeführt, was einen dynamischeren und kontrollierteren Abscheidungsprozess ermöglicht.
5. Zusätzliche Überlegungen
Horizontale und vertikale CVD: Beschreibt die Reaktorkonfiguration und die Richtung des Gasflusses zum Substrat, wobei horizontale Röhrenreaktoren am häufigsten verwendet werden.
Unteratmosphärische CVD (SACVD): Wird bei subatmosphärischen Drücken betrieben und verwendet spezielle Vorläufer wie Tetraethylorthosilikat (TEOS) und Ozon, um Strukturen mit hohem Aspektverhältnis mit Siliziumdioxid (SiO2) zu füllen.
Diese Klassifizierungen helfen bei der Auswahl des geeigneten CVD-Reaktors auf der Grundlage der spezifischen Anforderungen des Abscheidungsprozesses, wie der gewünschten Abscheidungsrate, der Gleichmäßigkeit und der Art der verwendeten Vorstufen.
Jeder CVD-Reaktortyp bietet einzigartige Vorteile und Herausforderungen, die ihn für unterschiedliche Anwendungen in der Halbleiterindustrie und verwandten Branchen geeignet machen.
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