Thiết bị chính của hệ CVD nhiệt (Hình 2.1) là một lò nhiệt, ở đây sử dụng loại lò dạng ống nằm ngang hiệu Lindberg/Blue M Model: TF55030A, USA. Lò sử dụng bộ điều khiển nhiệt độ để nâng nhiệt độ theo chương trình đã được định trước. Nhiệt độ tối đa của lò là 1100 oC, tốc độ gia nhiệt khoảng 60 oC/phút. Bên trong lò đặt ống thạch anh nằm ngang. Vật liệu nguồn để bốc bay chứa trong thuyền thạch anh và đặt ở tâm lò, các dây đốt của lò bao quanh ống thạch anh cấp nhiệt và làm bay hơi vật liệu nguồn chứa trong thuyền. Hai đầu ống thạch anh được bịt kín bằng gioăng cao su hình chữ O. Đầu bên phải nối với khí ôxy và argon, phía bên trái nối với bơm chân không để tạo chân không trong quá trình bốc bay vật liệu. Hệ điều khiển lưu lượng khí: sử dụng bộ Mass Flow Controller (MFC, Aalborg-Model: GFC17S-VALD2- A0200, USA) để điều khiển lưu lượng khí ôxy và argon đi vào ống thạch anh. Lưu lượng khí Ar điều khiển trong dải 0-500 sccm và ôxy trong khoảng 0-10 sccm với độ chính xác 0,15%. Ngoài ra còn dùng bơm cơ học để hút chân không trong ống thạch
42
anh tạo áp suất thấp để vật liệu dễ bay hơi. Chân không tối đa mà bơm cơ học có thể tạo ra được là 10-2 Torr. Áp suất trong ống thạch anh được đo bằng khí áp kế cơ và điện tử. Hệ còn dùng hệ thống van từ để đóng/ngắt khí argon và ôxy vào trong ống thạch anh và đóng/ngắt van bơm chân không.
Hình 2.1. (a) Sơ đồ khối; (b) hình ảnh của hệ bốc bay nhiệt CVD tại Viện ITIMS [1].
Các nguyên liệu sau:
43
- Phún xạ một lớp Au dày 5 – 10 nm trên phần răng lược của điện cực nhờ hệ phún xạ tại Viện Vật lý kỹ thuật – ĐH Bách khoa Hà Nội.
- 0.1g bột Sn (99,8 %)
- Khí Ar (99,99 %), O2 (99,99 %) - Thuyền thạch anh