流量控制器在半导体加工工艺化学气相沉积（CVD）的应用

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薄膜沉积是在半导体的主要衬底材料上镀一层膜。这层膜可以有各种各样的材料，比如绝缘化合物二氧化硅，半导体多晶硅、金属铜等。用来镀膜的这个设备就叫薄膜沉积设备。薄膜制备工艺按照其成膜方法可分为两大类：物理气相沉积(PVD)和化学气相沉积（CVD），其中CVD工艺设备占比更高。


化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition 简称CVD) 是利用气态或蒸汽态的物质在气相或气固界面上发生反应生成固态沉积物的过程。

化学气相沉积过程分为三个重要阶段：反应气体向基体表面扩散、反应气体吸附于基体表面、在基体表面上发生化学反应形成固态沉积物及产生的气相副产物脱离基体表面。最常见的化学气相沉积反应有:热分解反应、化学合成反应和化学传输反应等。




在半导体CVD工艺中，通常会使用一种或多种前体气体，这些气体在反应室中通过化学反应产生固态薄膜材料，然后沉积在半导体晶片表面。CVD工艺可以通过热CVD、等离子CVD、金属有机CVD等不同的方式来实现。

其中常见的气体包括：二氧化硅前体气体（如二氧化硅醚、氯硅烷）、氮气、氨气、硅源气体（如三甲基硅烷、三氯硅烷）、氢气等。对于不同的前体气体，需要能够精确地控制其流量，以确保反应的准确性和稳定性。

比如：在典型的 MOCVD 设置中，位于单独溶液室中的液态金属有机前驱体根据需要进行温和加热，喷射或鼓泡以溶解前驱体气体，并通过高纯度载气（通常是氮气或氢气）通过流量控制器输送到 MOCVD 反应器中。受控闪蒸器。该输送管线的温度受到精确控制，以避免前体在引入 MOCVD 反应器之前发生冷凝或过早反应。前驱体与高纯度反应气体一起流过特殊的孔口歧管，该孔口歧管旨在在加热的基材上提供均匀的沉积和厚度。




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MFC质量流量控制器在CVD设备中的重要性：

MFC（质量流量控制器）被广泛应用于控制和监测各种气体的流量。其中在CVD的应用：

流量控制：MFC对于CVD设备的运行至关重要。它能够精确地测量和调节进入反应室的流量，以确保反应气体的准确供应。这对于控制薄膜厚度以及避免因流量变化引起的薄膜不均匀性至关重要。

稳定性监控：MFC可以实时监测流体的流量变化，从而确保CVD过程的稳定性和一致性。这种监控有助于及时发现并解决设备故障和维护设备性能。

程序控制：MFC可以通过预设程序来控制流体的流量变化，从而实现CVD过程的自动化和程序化。这有助于提高生产效率并减少人为操作错误。

下面来自工采传感（ISWEEK）代理美国SIARGO的一款高精度，量程范围宽可选的流量控制器MFC2000系列。





MFC2000系列质量流量控制器采用公司专有的MEMS Thermal-D操作"“热量传感技术与智能控制电子设备，这种独特的质量流量传感技术消除了一些扩散率相似的气体的气体敏感性，并允许在编程后进行气体识别。本产品可用干动态范围为100:1的过程控制，其控制范围为0.1至0.8MPa(15至120 PSL)的压力和0至50℃的补偿温度。量程在50mL/min到200L/min不同范围可选，带有数字RS485 Modbus通信和模拟输出。

该产品的设计便于更换机械连接器，标准连接器可选双卡套、VCR或UNF，其他定制连接器可根据要求提供。SIARGO的MFC2000流量控制器在CVD设备中具有很重要的作用，可以精准测量和控制 气体的大小，可以很好的实现高温度、高精度、高分辨的薄膜沉积过程。