CVD (Chemical Vapor Deposition) -putkiuuni on pohjimmiltaan erittäin integroitu ja kehittynyt järjestelmä, kun taas tavallinen putkiuuni toimii yleisempänä -käyttöisenä lämpökäsittelyn työkaluna.
CVD-uunin arkkitehtuuri sisältää erikoistuneita alijärjestelmiä, jotka on omistettu kaasun syöttöön, tyhjiön ohjaukseen ja reaktiokemiallisiin-komponentteihin, joita ei ole yksinkertaisemmissa uuneissa, jotka on suunniteltu pelkästään materiaalien lämmittämiseen valvotussa ilmakehässä.
Chemical Vapor Deposition (CVD) -prosessin erityisvaatimukset sanelevat suoraan sen monimutkaisen rakennesuunnittelun. Jokainen komponentti palvelee erillistä toimintoa, joka ulottuu paljon muutakin kuin pelkkä lämmitys.
Reaktiokammio ja uuniputki
CVD-järjestelmissä käytetään erittäin{0}}puhtaita uuniputkia (jotka on yleensä valmistettu kvartsista) sen varmistamiseksi, että mitkään epäpuhtaudet häiritsevät kemiallista saostusprosessia.
Näiden putkien molemmat päät on tiivistetty korkea{0}}tyhjiöruostumattomasta teräksestä valmistettujen laipojen avulla. Tämä luo kaasu-tiiviin ympäristön-, joka on kriittinen vaatimus esiastekaasujen hallinnassa ja sivutuotteiden poistamisessa tyhjiöolosuhteissa.
Standardiputkiuuneissa sitä vastoin käytetään tyypillisesti alumiinioksidi- tai mulliittikeraamisia putkia. Niiden tiivistysmekanismit on suunniteltu pelkästään sisältämään inerttejä kaasuja sen sijaan, että ne ylläpitäisivät korkeaa{1}}tyhjiöympäristöä.
Ilmakehän ja paineenhallintajärjestelmät
Tämä on merkittävin rakenteellinen ero. ACVD-putkiuunisisältää kaasulähteen ohjausjärjestelmän-joka on tyypillisesti varustettu useilla massavirtausohjaimilla (MFC)-, mikä helpottaa reaktiivisten esiastekaasujen tarkkaa sekoittamista ja ruiskuttamista.
Se sisältää myös integroidun tyhjiön ohjausjärjestelmän, jossa on pumppuja ja painemittareita, jotka on suunniteltu ylläpitämään tiettyä matalapaineista{0}}paineympäristöä, joka tarvitaan kerrostumisreaktion tapahtumiseen.
Vertailun vuoksi tavallisissa putkiuuneissa on suhteellisen yksinkertaiset kaasun tulo- ja poistoportit. Vaikka ne vaativatkin huuhtelun inertillä kaasulla-kuten typellä tai argonilla- hapettumisen estämiseksi, ne eivät kuitenkaan pysty hallitsemaan tarkasti kaasun koostumusta ja painetta.
Lämpötilan ohjausjärjestelmä
CVD-uuneissa käytetään moni{0}}segmenttejä, älykkäitä ohjelmoitavia ohjaimia.
Nämä ohjaimet pystyvät suorittamaan monimutkaisia lämpötilaprofiileja, -mukaan lukien tarkat ramppinopeudet, viipymäajat ja jäähtymisnopeudet,-jotka ovat kriittisiä kerrostuneiden ohutkalvojen kasvun ja ominaisuuksien ohjaamisessa.
Monissa tällaisissa uuneissa on myös kolmialuerakenne, jossa putken keskiosaa ja sen kahta päätä ohjataan itsenäisesti erillisillä ohjaimilla.
Tämä kokoonpano muodostaa laajemman poikkeuksellisen tasaisen lämpötilavyöhykkeen-, mikä on ratkaiseva edellytys tasaisen kerrostumisen saavuttamiselle suurilla pinnoilla, kuten piikiekoilla.
Vaikka moni-vyöhykeuuneja on olemassa muihin kuin-CVD-sovelluksiin, perusputkiuuneissa käytetään yleensä yhtä lämmitysvyöhykettä ja yksinkertaisempia säätimiä, jotka on suunniteltu ylläpitämään yhtä tavoitelämpötilaa.
Uunin runko ja jäähdytys
Chemical Vapor Deposition (CVD) -uuneissa on tyypillisesti kaksi{0}}seinämäinen uunin vaipparakenne, joka on varustettu sisäisillä jäähdytyspuhaltimilla. Tämä rakenne mahdollistaa nopean jäähdytyksen, kun saostusprosessi on valmis.
Tällainen nopea lämpötilan muutos on prosessin vaatimus; se auttaa "jäädyttämään" kerrostuneen ohuen kalvon rakenteen ja siten ehkäisemään ei-toivottuja faasisiirtymiä tai rakeiden kasvua, joita voisi muuten tapahtua hitaan jäähdytysprosessin aikana.
Tavalliset uunimallit sitä vastoin asettavat etusijalle lämpöstabiilisuuden ja käyttävät tyypillisesti hidasta, passiivista jäähdytystä.