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The influence of the free gas volume around the substrate on the chemical vapor deposition of Al
2O
3 layers in the AlCl
3/H
2/CO
2 system at different pressures and temperatures has been studied. Through the water gas reaction which occurs homogeneously in the gas phase, the Al
2O
3 growth rate increases with increasing free gas volume until a certain volume is reached, after which it remains constant. For this ‘critical free gas volume’ a theoretical characteristic dimension
Lmax is introduced. It is defined as the normal distance from a substrate surface, at which the water molecules formed from the CO
2 + H
2 in the gas phase can no longer reach the substrate surface in the time available. The dependencies of
Lmax on pressure, temperature and gas flow rate deduced through this theoretical consideration show agreement with the experimental results.
Zusammenfassung
Der Einfluß des die Substrate umgebenden Totvolumens auf die Al2O3-CVD-Abscheidung im System AlCl3/H2/CO2 wurde systematisch bei verschiedenen Drücken und Temperaturen untersucht. Durch die homogen in der Gasphase ablaufende Wassergasreaktion nimmt in allen Fällen die Abscheidungs-geschwindigkeit mit vergrößerten Totvolumen zuerst zu, bleibt aber ab einer bestimmten Totvolumensgröße konstant. Für diese “kritische Totvolumensgröße” wird die theoretische Kenngröße Lmax eingeführt. Diese Größe ist als Normalabstand zur Substratoberfläche definiert, bei dem das in der Gasphase aus CO2 + H2 gebildeten Wasser in der zur Verfügung stehenden Zeit die mit AlCl3 belegte Oberfläche der Substrate nicht mehr erreichen kann. Die aus dieser theoretischen Überlegung abgeleiteten Voraussagen über die Abhängigkeit des Lmax von Druck, Temperatur und Gasströmungsgeschwindigkeit zeigten Übereinstimmung mit den Versuchsergebnissen. 相似文献