管式加热炉主要类型简介:
按炉体形状划分,可以分为:箱式炉、立式炉、园筒炉和无焰炉等。
1、箱式炉有斜顶炉和方箱炉,这种炉型历史悠久,是应用较早的炉型。其长、宽、高大致接近,辐射室和对流室用火墙隔开,火嘴装于侧壁,烟囱设于炉外,炉管水平排列。
2、立式炉炉膛为长方形,辐射管排于炉两侧,对流管排在辐射室上部的对流室中,炉底部设有两排火嘴,炉中间砌一堵花墙,喷火嘴在花墙两边燃烧。
3、圆筒炉与立式炉相似,方型的对流室位于辐射室上部,烟
囱安装在对流室的上部,并装有烟道挡板,可调节风量,火嘴在炉底中央,火焰向上喷射。其与立式炉不同的是辐射室为圆筒式,辐射管沿圆周垂直排列成一圈,对流管分立式和水平两种。
4、无焰炉其外型与立式炉相似,炉中间排辐射管,顶部排对流管,两侧炉墙布满火嘴,燃烧的速度快,在燃烧道里完成燃烧的全部过程,因此没有火焰。
分类
CVD技术常常通过反应类型或者压力来分类,包括低压CVD(LPCVD),常压CVD(APCVD),亚常压CVD(SACVD),超高真空CVD(UHCVD),等离子体增强CVD(PECVD),高密度等离子体CVD(HDPCVD)以及快热CVD(RTCVD)。然后,还有金属有机物CVD(MOCVD),根据金属源的自特性来保证它的分类,这些金属的典型状态是液态,在导入容器之前必须先将它气化。不过,容易引起混淆的是,有些人会把MOCVD认为是有机金属CVD(OMCVD)。
过去,对LPCVD和APCVD最常使用的反应室是一个简单的管式炉结构,即使在今天,管式炉也还被广泛地应用于沉积诸如Si3N4 和二氧化硅之类的基础薄膜(氧气中有硅元素存在将会最终形成为高质量的SiO2,但这会大量消耗硅元素;通过硅烷和氧气反应也可能沉积出SiO2 -两种方法均可以在管式炉中进行)。
最近,单片淀积工艺推动并导致产生了新的CVD反应室结构。这些新的结构中绝大多数都使用了等离子体,其中一部分是为了加快反应过程,也有一些系统外加一个按钮,以控制淀积膜的质量。在PECVD和HDPCVD系统中有些方面还特别令人感兴趣是通过调节能量,偏压以及其它参数,可以同时有沉积和蚀刻反应的功能。通过调整淀积:蚀刻比率,有可能得到一个很好的缝隙填充工艺。
方法的优缺点比较
各种方法都有其有缺点:从大的方面讲,直接PECVD法对样品表面有损伤,会增加表面少子的复合,但是也正是由于其对表面的轰击作用,可以去除表面的一些自然氧化层,使得表面的杂质原子得到抑制,另外直接法可以使得氢原子或氢离子更深入地进入到多晶硅晶界中,使得晶界钝化更充分。
使用不同频率的PECVD系统,也各有一定的优缺点:
(1)频率越高均匀面积越小,越难于达到大面积均匀性。
(2)频率越低对硅片表面的损伤越严重。
(3)频率越低离子进入硅片越深,越有利于多晶硅晶界的钝化。