根据加热方式，化学气相沉积（CVD）系统主要分为两种架构：热壁系统和冷壁系统。这种分类完全取决于在沉积过程中反应器腔体的哪些部分被加热。
核心区别在于热量分布：热壁系统加热整个反应器腔体以确保热均匀性，而冷壁系统仅加热基板以防止在腔壁上发生不必要的沉积。
热管理机制
要了解哪种系统适合特定应用，必须考察每种架构在反应区内如何管理热能。
热壁系统：整体环境加热
在热壁配置中，整个反应器容器像一个大型炉子一样工作。外部加热元件围绕反应管，同时加热气体、反应器壁和基板。
这会创建一个等温区，在该区域内温度在整个腔体中保持一致。这是批量处理的标准架构，其中大体积的温度均匀性至关重要。
冷壁系统：定向加热
冷壁系统采用更局部化的能量应用方式。热量专门施加到基板支架（载流子）或晶圆本身，通常使用感应线圈或辐射灯。
虽然基板达到反应温度，但腔体的外壁通常会通过水或空气进行主动冷却。这确保了壁的温度远低于反应阈值。
理解权衡
在这些系统之间进行选择需要平衡吞吐量需求与污染风险。每种方法都有独特的运行现实。
沉积控制与污染
由于热壁系统会加热反应器壁，因此沉积会发生在所有地方，包括管内。随着时间的推移，这种堆积物可能会剥落并污染基板，需要经常清洁。
冷壁系统可以缓解这个问题。由于壁保持冷却，化学反应在壁表面被抑制。沉积主要限制在加热的基板上，大大减少了颗粒污染。
热响应
热壁系统通常具有较高的热质量。它们加热和冷却缓慢，这提供了稳定性，但限制了快速的工艺循环。
相反，冷壁系统提供快速的热响应。它们可以快速加热和冷却基板，从而实现复杂的多步工艺和更短的循环时间。
为您的目标做出正确选择
在热壁和冷壁架构之间做出决定取决于您的工艺是优先考虑批量吞吐量还是精确的清洁度。
- 如果您的主要重点是大批量处理：通常首选热壁系统，因为它们能够在大批量晶圆上保持出色的温度均匀性。
- 如果您的主要重点是最大限度地减少污染和记忆效应：冷壁系统更优越，因为它们可以防止前驱体消耗和在反应器壁上的沉积。
选择与您的维护容忍度和薄膜纯度要求相符的热量分布。
总结表：
| 特性 | 热壁CVD系统 | 冷壁CVD系统 |
|---|---|---|
| 加热区域 | 整个反应器腔体（等温） | 仅限目标基板/载流子 |
| 壁面状况 | 加热；壁面发生沉积 | 冷却；壁面无沉积 |
| 热响应 | 缓慢（高热质量） | 快速（快速循环） |
| 主要优点 | 大批量均匀性 | 低污染与高纯度 |
| 常用场合 | 大规模生产 | 精密研发与复杂多步工艺 |
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