化学气相沉积（CVD）利用各种基底加热方法促进材料在表面上的沉积。主要方法包括热壁 CVD 和冷壁 CVD，前者加热整个腔室，后者仅选择性地加热基底。这些方法会影响薄膜质量、均匀性和沉积效率，因此对于从半导体制造到先进材料涂层等各种应用至关重要。了解这些加热技术有助于针对特定材料要求优化 CVD 工艺。
要点说明：
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热壁 CVD
- 利用外部加热元件对整个腔室进行均匀加热，从而创造出温度一致的环境。
- 由于热量分布均匀，减少了可能影响薄膜均匀性的热梯度，因此是批量加工的理想选择。
- 常用于低压 CVD（LPCVD）系统，如利用硅烷和氨沉积氮化硅的系统。
- 其局限性包括能耗较高和可能受到腔壁污染。
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冷壁 CVD
- 仅对基底进行加热（如通过电阻或感应加热），而室壁保持室温。
- 减少腔室壁上不必要的反应，提高纯度并降低能耗。
- 适用于需要快速温度变化或局部沉积的工艺，如微波等离子体化学气相沉积中的金刚石薄膜生长。
- 面临的挑战包括保持基底加热均匀和管理热应力。
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替代加热方法
- 微波等离子加热:用于沉积金刚石薄膜或碳纳米管的系统，等离子体可产生局部高温，而不会加热腔体。
- 感应/辐射加热:直接针对基底，通常在以下系统中进行 气氛甑式炉 可对复杂的材料梯度进行精确控制。
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工艺影响
- 温度均匀性直接影响薄膜应力、附着力和化学计量（如氮化硅薄膜中的氢含量）。
- 对于温度敏感的基底或高纯度应用，冷壁法是首选，而热壁法在大规模均匀镀膜方面表现出色。
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新兴技术
- \Inside-out/"加工利用基于心轴的加热来加工功能分级材料，将特定基底的加热与复杂的几何形状相结合。
通过选择适当的加热方法，制造商可以在效率、材料特性和可扩展性之间取得平衡，这也是采购商在评估 CVD 设备时需要考虑的关键因素。
汇总表：
| 加热方法 | 主要特点 | 最适用于 |
|---|---|---|
| 热壁 CVD | 均匀的腔室加热，非常适合批量加工，温度一致 | 大规模均匀涂层（如氮化硅的 LPCVD） |
| 冷壁 CVD | 仅对基底加热，减少污染，高效节能 | 高纯度应用、快速温度变化（如金刚石薄膜） |
| 微波等离子体 | 通过等离子体实现局部高温，无需腔室加热 | 金刚石薄膜、碳纳米管 |
| 感应式/辐射式 | 精确的基底控制，复杂的材料梯度 | 先进涂层、功能分级材料 |
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