תנור צינורות כימיקלים (CVD) הוא, במהותו, מערכת משולבת ומתוחכמת ביותר, ואילו תנור צינורות סטנדרטי משמש ככלי{0}} כללי יותר לעיבוד תרמי.
הארכיטקטורה של תנור CVD משלבת תת-מערכות מיוחדות המיועדות לאספקת גז, בקרת ואקום וכימיה-תגובה, אשר נעדרים בתנורים פשוטים יותר המיועדים אך ורק לחימום חומרים בתוך אטמוספרה מבוקרת.
הדרישות הספציפיות של תהליך כימיקלים (CVD) מכתיבות ישירות את התכנון המבני המורכב שלו. כל רכיב משרת פונקציה ברורה המשתרעת הרבה מעבר לחימום בלבד.
תא תגובה וצינור תנור
מערכות CVD משתמשות בצינורות תנורים בטוהר- גבוה (הבנויים בדרך כלל מקוורץ) כדי להבטיח ששום מזהמים לא יפריעו לתהליך השקע הכימי.
שני הקצוות של הצינורות הללו נאטמים באמצעות-אוגני נירוסטה גבוהים ואקום. זה יוצר סביבה-אטומה לגז-, דרישה קריטית לשליטה בגזים מקדימים ולפינוי תוצרי לוואי בתנאי ואקום.
תנורי צינור סטנדרטיים, לעומת זאת, משתמשים בדרך כלל בצינורות אלומינה או צינורות קרמיקה מולליט. מנגנוני האיטום שלהם נועדו רק להכיל גזים אינרטיים, במקום לשמור על סביבת ואקום גבוהה-.
מערכות בקרת אווירה ולחץ
זה מהווה את ההבחנה המבנית המשמעותית ביותר. אתנור צינורות CVDכולל מערכת בקרת מקור גז-בדרך כלל מצוידת במספר בקרי זרימת מסה (MFC)-כדי להקל על ערבוב והזרקה מדויקת של גזי קדם תגובתיים.
הוא גם משלב מערכת בקרת ואקום משולבת, הכוללת משאבות ומדדי לחץ, שנועדה לשמור על סביבת הלחץ הנמוך הספציפית הדרושה לתגובת השקיעה.
לשם השוואה, תנורי צינור סטנדרטיים כוללים יציאות כניסת ויציאת גז פשוטות יחסית. בעוד שהם דורשים טיהור עם גזים אינרטיים-כגון חנקן או ארגון-כדי למנוע חמצון, אין להם יכולת בקרה מדויקת על הרכב הגז והלחץ.
מערכת בקרת טמפרטורה
תנורי CVD משתמשים בבקרים חכמים ניתנים לתכנות מרובי-מגזרים.
בקרים אלה מסוגלים להפעיל פרופילי טמפרטורה מורכבים-כולל קצבי ירידה מדויקים, זמני שהייה וקצבי קירור-הקריטיים לניהול הצמיחה והמאפיינים של הסרטים הדקים שהופקדו.
תנורים רבים כאלה כוללים גם עיצוב של שלושה-אזורים, שבהם החלק המרכזי של הצינור ושני קצותיו נשלטים באופן עצמאי על ידי בקרים נפרדים.
תצורה זו קובעת אזור רחב יותר של אחידות טמפרטורה יוצאת דופן-, תנאי הכרחי להשגת שיקוע עקבי על פני שטחי פנים גדולים, כגון פרוסות סיליקון.
בעוד שקיימים תנורים מרובי-אזורים ליישומים שאינם-CVD, תנורי צינור בסיסיים משתמשים בדרך כלל באזור חימום יחיד ובקרים פשוטים יותר, שנועדו לשמור על טמפרטורת יעד אחת.
גוף תנור וקירור
תנורים כימיים (CVD) כוללים בדרך כלל מבנה של מעטפת כבשן כפול-המצויד במאווררי קירור פנימיים. עיצוב זה מאפשר קירור מהיר לאחר השלמת תהליך ההשקעה.
שינוי טמפרטורה מהיר כזה הוא דרישת תהליך; זה עוזר "להקפיא" את המבנה של הסרט הדק שהופקד, ובכך מונע מעברי פאזה לא רצויים או צמיחת גרגרים שעלולים להתרחש אחרת במהלך תהליך קירור איטי.
עיצובי תנורים סטנדרטיים, לעומת זאת, נותנים עדיפות ליציבות תרמית ובדרך כלל משתמשים בשיטה של קירור איטי ופסיבי.