A Chemical Vapor Deposition (CVD) csőkemencék lényegében egy nagyon integrált és kifinomult rendszer, míg a szabványos csőkemencék általánosabb-célú hőfeldolgozási eszközként szolgálnak.
A CVD-kemencék felépítése speciális alrendszereket foglal magában a gázszállításra, a vákuumszabályozásra és a reakciókémiai-komponensekre, amelyek hiányoznak az egyszerűbb kemencékből, amelyeket kizárólag anyagok szabályozott légkörben történő melegítésére terveztek.
A kémiai gőzfázisú leválasztás (CVD) eljárás speciális követelményei közvetlenül meghatározzák annak összetett szerkezeti felépítését. Mindegyik komponens külön funkciót lát el, amely messze túlmutat a puszta fűtésen.
Reakciókamra és kemencecső
A CVD-rendszerek nagy{0}}tisztaságú kemencecsöveket használnak (jellemzően kvarcból készülnek), hogy biztosítsák, hogy semmilyen szennyeződés ne zavarja a kémiai lerakódási folyamatot.
A csövek mindkét vége nagy{0}}vákuumú rozsdamentes acél karimákkal van lezárva. Ez gáztömör-környezetet-hoz létre, amely kritikus követelmény a prekurzor gázok szabályozásához és a melléktermékek vákuum alatti kiürítéséhez.
A szabványos csöves kemencék ezzel szemben jellemzően alumínium-oxid vagy mullit kerámia csöveket használnak. A tömítőmechanizmusokat pusztán inert gázok tárolására tervezték, nem pedig nagy{1}}vákuum környezet fenntartására.
Légkör- és nyomásszabályozó rendszerek
Ez jelenti a legjelentősebb szerkezeti különbséget. ACVD cső kemencegázforrás-szabályozó rendszerrel rendelkezik, -jellemzően több tömegáram-szabályozóval (MFC)- van felszerelve, hogy megkönnyítse a reaktív prekurzor gázok pontos keverését és befecskendezését.
Tartalmaz egy integrált vákuumvezérlő rendszert is, amely szivattyúkkal és nyomásmérőkkel van kiegészítve, és amelyet úgy terveztek, hogy fenntartsa a lerakódási reakció lezajlásához szükséges speciális alacsony nyomású{0}}környezetet.
Összehasonlításképpen, a szabványos csőkemencék viszonylag egyszerű gázbemeneti és -kimeneti nyílásokkal rendelkeznek. Noha inert gázokkal -például nitrogénnel vagy argonnal- kell átöblíteni az oxidáció megelőzése érdekében, nem tudják pontosan szabályozni a gáz összetételét és nyomását.
Hőmérséklet-szabályozó rendszer
A CVD-kemencék több{0}}szegmensű, intelligens programozható vezérlőket alkalmaznak.
Ezek a vezérlők képesek bonyolult hőmérsékleti profilok végrehajtására, -beleértve a precíz rámpát, tartózkodási időt és hűtési sebességet,-amelyek kritikusak a lerakódott vékonyrétegek növekedésének és tulajdonságainak szabályozásában.
Sok ilyen kemence háromzónás kialakítású is,{0}} ahol a cső középső részét és két végét egymástól függetlenül külön vezérlők vezérlik.
Ez a konfiguráció szélesebb zónát hoz létre a kivételes hőmérsékleti egyenletességgel{0}}, ami elengedhetetlen előfeltétele a konzisztens lerakódásnak a nagy felületeken, például a szilícium lapkákon.
Míg a több-zónás kemencék léteznek nem-CVD-alkalmazásokhoz, az alapcsöves kemencék jellemzően egyetlen fűtési zónát és egyszerűbb szabályozókat használnak, amelyeket egyetlen célhőmérséklet fenntartására terveztek.
A kemence teste és hűtése
A vegyi gőzleválasztásos (CVD) kemencék jellemzően kettős{0}}falú kemencehéjszerkezettel rendelkeznek, belső hűtőventilátorokkal. Ez a kialakítás lehetővé teszi a gyors hűtést, miután a leválasztási folyamat befejeződött.
Az ilyen gyors hőmérséklet-változás folyamatkövetelmény; segít "lefagyasztani" a lerakódott vékony film szerkezetét, ezáltal megakadályozza a nem kívánt fázisátalakulásokat vagy szemcsenövekedést, amely egyébként a lassú hűtési folyamat során előfordulhatna.
A szabványos kemencetervek ezzel szemben a hőstabilitást helyezik előtérbe, és jellemzően lassú, passzív hűtést alkalmaznak.