利用紅外溫度控制優(yōu)化化學(xué)氣相沉積的半導(dǎo)體制造
化學(xué)氣相沉積 (CVD) 是一種真空沉積方法，可生產(chǎn)高質(zhì)量、高性能的固體材料。該工藝廣泛應(yīng)用于半導(dǎo)體行業(yè)，用于在基板上生長(zhǎng)硅（二氧化物、碳化物、氮化物、氧氮化物）、碳（纖維、納米纖維、納米管、金剛石、石墨烯）、氟碳化合物、細(xì)絲、鎢和氮化鈦等材料。CVD 通常用于沉積保形膜并以傳統(tǒng)表面改性技術(shù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)的方式增強(qiáng)基板表面。它在原子層沉積中特別有效，能夠沉積易碎的材料層。

在典型的 CVD 工藝中，晶圓或基板暴露于一種或多種揮發(fā)性前體。這些前體在基板表面發(fā)生反應(yīng)和/或分解，從而產(chǎn)生所需的沉積物。該工藝還會(huì)產(chǎn)生揮發(fā)性副產(chǎn)品，這些副產(chǎn)品可通過(guò)流經(jīng)反應(yīng)室的氣體去除。

CVD 技術(shù)可以在不平坦的表面上產(chǎn)生均勻的薄涂層，使其適用于各種應(yīng)用。然而，CVD 沉積需要高溫（通常超過(guò) 900°C）和真空環(huán)境。這些條件對(duì)于啟動(dòng)必要的化學(xué)反應(yīng)和確保沉積材料的高質(zhì)量和性能至關(guān)重要。CVD 能夠在原子級(jí)上形成精確、均勻的涂層，這使其成為先進(jìn)制造和材料科學(xué)中一項(xiàng)非常寶貴的技術(shù)。

CVD 工藝依靠精確的化學(xué)反應(yīng)將材料沉積到基材上。溫度直接影響這些化學(xué)反應(yīng)的速率和類(lèi)型。保持最佳溫度可確保所需反應(yīng)高效、一致地發(fā)生。沉積材料的性質(zhì)（例如結(jié)晶度、密度和均勻性）高度依賴(lài)于工藝溫度。適當(dāng)?shù)臏囟瓤刂瓶纱_保沉積層具有預(yù)期的物理和化學(xué)性質(zhì)，這對(duì)于它們?cè)诎雽?dǎo)體器件和其他應(yīng)用中的性能至關(guān)重要。

溫度影響材料沉積在基材上的速率。溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致沉積速度過(guò)快，從而導(dǎo)致薄膜質(zhì)量差和潛在缺陷。相反，溫度過(guò)低會(huì)減慢工藝速度，使其效率低下。精確的溫度控制可實(shí)現(xiàn)最佳沉積速率，平衡質(zhì)量和效率。整個(gè)基材上均勻的溫度可確保沉積膜的厚度和成分一致。這種均勻性對(duì)于需要精確層厚度和材料特性的應(yīng)用尤其重要。對(duì)于工業(yè)應(yīng)用，可重復(fù)性是關(guān)鍵。保持精確的溫度控制可確保 CVD 工藝能夠可靠地重復(fù)，從而在不同批次和生產(chǎn)運(yùn)行中產(chǎn)生一致的結(jié)果。



CVD 和 Optris 紅外測(cè)溫儀如何增強(qiáng)合成實(shí)驗(yàn)室培育鉆石的質(zhì)量
化學(xué)氣相沉積 (CVD) 是一種在實(shí)驗(yàn)室中廣泛使用的鉆石生長(zhǎng)方法。這些 CVD 鉆石是人造的，但與天然鉆石相同。CVD 機(jī)器通過(guò)創(chuàng)造氣體中的碳原子以晶體形式沉淀在基質(zhì)上所需的條件來(lái)生產(chǎn)合成鉆石。這種方法在材料科學(xué)領(lǐng)域引起了極大關(guān)注，因?yàn)樗试S許多以前過(guò)于昂貴的新應(yīng)用。

在 CVD 鉆石生長(zhǎng)過(guò)程中，鉆石種子在充滿(mǎn)富碳?xì)怏w（通常包括氫氣）的真空室中被顯著加熱。生長(zhǎng)的鉆石類(lèi)型決定了所使用的特定氣體。熱絲、微波功率和電弧放電等能源產(chǎn)生等離子體，分解富碳?xì)怏w，引發(fā)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)。極熱將氣體變成等離子體，釋放出一層覆蓋在鉆石種子上的碳原子，導(dǎo)致鉆石生長(zhǎng)。通過(guò)仔細(xì)調(diào)節(jié)引入的氣體、系統(tǒng)壓力、鉆石溫度和等離子體生成方法等加工參數(shù)，可以生產(chǎn)各種各樣的鉆石材料。

一家大批量制造商已將 Optris 的多個(gè)紅外傳感器集成到其鉆石晶體生長(zhǎng)機(jī)中，以確保實(shí)驗(yàn)室生長(zhǎng)鉆石的 CVD 機(jī)中可重復(fù)的工藝控制。由于碳的發(fā)射率隨溫度而變化，并且該工藝使用的溫度范圍很廣，因此采用紅外測(cè)溫的雙色原理來(lái)獲得最佳的溫度精度。這種方法在變化的發(fā)射率條件下提供寬溫度范圍和高重復(fù)性。與基于一個(gè)波長(zhǎng)的絕對(duì)強(qiáng)度測(cè)量溫度的單波長(zhǎng)高溫計(jì)不同，雙色高溫計(jì)通過(guò)比較從表面發(fā)射的兩個(gè)不同波長(zhǎng)的輻射強(qiáng)度來(lái)計(jì)算溫度。這種基于比率的測(cè)量受發(fā)射率變化的影響較小，可確保在不同溫度下獲得更可靠的讀數(shù)。

Optris CSvision 系列由于其測(cè)量波長(zhǎng)短，特別適合測(cè)量高溫。雙色高溫計(jì)即使在觀(guān)察高達(dá) 90% 的遮光物時(shí)也能進(jìn)行精確測(cè)量。當(dāng)測(cè)量物體僅覆蓋測(cè)量點(diǎn)的 5% 時(shí)，它也能可靠地進(jìn)行測(cè)量。 CSvision 比率測(cè)溫儀、電動(dòng)調(diào)焦、十字線(xiàn)激光和視頻瞄準(zhǔn)功能可實(shí)現(xiàn) 250 °C 至 3000 °C 范圍內(nèi)的非接觸式溫度測(cè)量。其可切換的兩級(jí)亮度降低濾光片可輕松查看和聚焦非常明亮的物體以及 CVD 工藝的等離子體。

適用于 CVD 工藝且交貨時(shí)間短的經(jīng)濟(jì)型紅外溫度測(cè)量解決方案
在此應(yīng)用中，Optris 測(cè)溫儀已被證明是一種高度可靠且經(jīng)濟(jì)高效的 CVD 工藝溫度測(cè)量解決方案。視頻瞄準(zhǔn)和亮度降低技術(shù)還使客戶(hù)能夠更精確地記錄鉆石的生長(zhǎng)情況。
Optris 測(cè)溫儀以競(jìng)爭(zhēng)產(chǎn)品一半的價(jià)格提供準(zhǔn)確一致的溫度數(shù)據(jù)，在不影響傳感器性能的情況下提供了經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的選擇。此外，紅外傳感器的交貨時(shí)間顯著縮短，可以加快實(shí)施和開(kāi)發(fā)迭代。

Optris 對(duì)客戶(hù)滿(mǎn)意度的承諾不僅限于提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。積極主動(dòng)的方法表明了對(duì)客戶(hù)服務(wù)和技術(shù)支持的奉獻(xiàn)精神。Optris 的合格工程師多次與客戶(hù)一起訪(fǎng)問(wèn)和測(cè)試了該應(yīng)用，確保測(cè)溫儀配置最佳并達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)。這種實(shí)際支持對(duì)于解決任何挑戰(zhàn)和確保將測(cè)溫儀成功集成到客戶(hù)的 CVD 工藝中至關(guān)重要。

此外，Optris 的持續(xù)技術(shù)支持可確保及時(shí)解決問(wèn)題，使客戶(hù)能夠依靠他們的專(zhuān)業(yè)知識(shí)進(jìn)行持續(xù)的工藝優(yōu)化。這種全面的方法不僅能保證立即取得成功，而且還能促進(jìn)長(zhǎng)期的合作伙伴關(guān)系。