由于化學(xué)氣相沉積設(shè)備的生長來源易燃、易爆、劇毒,需要多組分、大面積、薄層、超薄層的異質(zhì)材料。因此,在化學(xué)氣相沉積設(shè)備系統(tǒng)的設(shè)計理念中,通常需要考慮系統(tǒng)的嚴(yán)密性、流量和溫度的準(zhǔn)確控制、零件的快速更換、系統(tǒng)的緊湊性等。不同的制造商和研究人員生產(chǎn)或組裝不同的涂層設(shè)備。一般由氣源供應(yīng)系統(tǒng)、氣體輸送和流量控制系統(tǒng)、反應(yīng)室和溫度控制系統(tǒng)、廢氣處理和安全保護報警系統(tǒng)、自動運行和電氣控制系統(tǒng)組成。
1.供應(yīng)系統(tǒng)。
包括供應(yīng)第三種有機金屬化合物、第五種氫化物和摻雜源。金屬有機化合物安裝在特殊的不銹鋼泡沫中,從引進的高純度H2輸送到反應(yīng)室。電子恒溫器的溫度控制精度可小于0.2,以確保有機金屬化合物蒸汽壓力的恒定。氫化物通常用高純度H2稀釋到5%-10%,然后放入瓶中,用高純度H2稀釋到所需濃度,然后輸送到反應(yīng)室。有兩種摻雜源,一種是有機金屬化合物,另一種是氫化物,與有機金屬化合物和氫化物相同。
2.氣體輸送系統(tǒng)。
燃?xì)夤艿罏椴讳P鋼管道。為了防止存儲效果,在管道中進行電解拋光。油漆設(shè)備組裝的關(guān)鍵之一是將氫弧焊或VCR連接到世衛(wèi)洛克,進行正壓泄漏檢測和Snop液體或he泄漏檢測,以確保反應(yīng)系統(tǒng)無泄漏。電磁閥和氣動閥實現(xiàn)高質(zhì)量的流量計,響應(yīng)時間快,精度高。真空系統(tǒng)和反應(yīng)室之間有一個過濾器,以防止油漬或其他顆粒被吸回反應(yīng)室。為快速改變反應(yīng)室中的反應(yīng)氣體,在不引起反應(yīng)室壓力變化的情況下設(shè)置運行和排氣管。
3.反應(yīng)室和加熱系統(tǒng)。
反應(yīng)室由石英管和石墨底座組成。制造商和研究人員設(shè)計了具有均勻生長成分、超薄層和異質(zhì)結(jié)構(gòu)的反應(yīng)室。石墨基體由高純度石墨制成,涂有碳化硅層。高頻感應(yīng)加熱主要用于加熱,少數(shù)用于輻射加熱。溫度由熱電偶和溫度控制器控制,一般溫度控制精度可小于0.2。
4.廢氣處理系統(tǒng)。
反應(yīng)氣體通過反應(yīng)室后,大部分被熱分解,但有些沒有完全分解,因此廢氣不能直接排放到大氣中,必須先處理。主要處理方法是在高溫?zé)峤鉅t中再次熱分解,然后用硅油或高錳酸鉀溶液處理。廢氣也可直接引入含有H2SO4H2O和NaoH溶液的過濾瓶;有些人還將廢氣引入固體吸附劑進行吸附,并用水沖洗。4.5.安全保護和報警系統(tǒng)。
為安全起見,一般化學(xué)氣相沉積設(shè)備系統(tǒng)還配備了高純度二次旁路系統(tǒng)。當(dāng)電源因斷電或其他原因無法正常工作時,引入純N2保護生長晶片或系統(tǒng)的清潔度。在停止生長期間,還有一個正常的高純度N2保護系統(tǒng)。
5.手動和自動控制系統(tǒng)。
油漆設(shè)備一般具有手動操作和微機自動控制操作兩種功能。在控制系統(tǒng)面板上,有一個閥門開關(guān),設(shè)置和數(shù)字顯示每個管道中的氣流和溫度。如有問題,自動報警,使操作人員能夠及時了解設(shè)備的運行情況。此外,油漆設(shè)備一般位于強排氣車間。
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