Zylindrischer Resonator MPCVD-Maschinensystemreaktor für Mikrowellen-Plasma-Chemische Gasphasenabscheidung und Labordiamantwachstum

MPCVD steht für Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition (Mikrowellen-Plasma-Chemische Gasphasenabscheidung). Es ist eine Methode zum Wachstum hochwertiger Diamantfilme im Labor unter Verwendung eines kohlenstoffhaltigen Gases und eines Mikrowellenplasmas.

MPCVD-System

Das MPCVD-System (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) ist ein Prozess zur Abscheidung dünner Filme auf einer Substratoberfläche. Das System besteht aus einer Vakuumkammer, in der der Abscheidungsprozess stattfindet, einem Mikrowellengenerator und einem Gaszuführungssystem. Der Mikrowellengenerator wird verwendet, um ein Plasma innerhalb der Vakuumkammer zu erzeugen, das zur Zersetzung und Abscheidung der Gasspezies auf dem Substrat verwendet wird.

Der Mikrowellengenerator ist typischerweise ein Magnetron oder Klystron, das Mikrowellen im Bereich von 2,45 GHz erzeugt. Die Mikrowellen werden über ein Quarzfenster in die Vakuumkammer eingekoppelt.

Das Gaszuführungssystem besteht aus Massendurchflussreglern (MFCs), die den Gasfluss in die Vakuumkammer steuern. Die MFCs sind in Standard-Kubikzentimetern pro Minute (sccm) kalibriert.

Die Substrattemperatur wird durch die Position des Plasmas gesteuert und mit einem Thermoelement gemessen. Das Plasma wird verwendet, um das Substrat zu erhitzen, und die Temperatur wird vom Thermoelement überwacht, um sicherzustellen, dass das Substrat während des Abscheidungsprozesses die gewünschte Temperatur hat.

Anwendungen

MPCVD ist eine vielversprechende Technologie zur Herstellung kostengünstiger, hochwertiger großer Diamanten.

Die einzigartigen Eigenschaften von Diamant, einschließlich seiner Härte, Steifigkeit, hohen Wärmeleitfähigkeit, geringen Wärmeausdehnung, Strahlungshärte und chemischen Inertheit, machen ihn zu einem wertvollen Material.

Trotz seines großen Potenzials haben die hohen Kosten, die begrenzte Größe und die Schwierigkeit der Kontrolle von Verunreinigungen natürlicher und synthetischer Hochdruck-Hochtemperatur-Diamanten ihre Anwendungen eingeschränkt.

MPCVD ist die Hauptausrüstung für das Wachstum von Diamant-Edelsteinen und -Filmen.

Das Diamantfilmwachstum kann monokristallin oder polykristallin sein und wird in der Halbleiterindustrie für großflächige Diamantsubstrate sowie in der Industrie für Diamantschneid- oder Bohrwerkzeuge eingesetzt.

Im Vergleich zur HPHT-Methode für im Labor gezüchtete Diamanten ist die Mikrowellen-CVD-Methode vorteilhaft für das Wachstum großer Diamanten zu geringeren Kosten, was sie zu einer idealen Lösung für Anwendungen von Halbleiterdiamanten, optischen Diamantwachstum und den Bedürfnissen des großen Marktes für Schmuckdiamanten macht.

Vorteile von MPCVD

MPCVD ist eine Diamantsynthesemethode, die mehrere Vorteile gegenüber anderen Methoden wie HFCVD und DC-PJ CVD bietet. Sie vermeidet Diamantkontamination durch heiße Drähte und ermöglicht die Verwendung mehrerer Gase, um unterschiedliche industrielle Anforderungen zu erfüllen. Im Vergleich zu DC-PJ CVD ermöglicht sie eine reibungslose und kontinuierliche Anpassung der Mikrowellenleistung und eine stabile Kontrolle der Reaktionstemperatur, wodurch das Abfallen von Kristallkeimen vom Substrat aufgrund von Lichtbögen und Flammenversagen vermieden wird. Mit einer großen Fläche mit stabiler Entladung des Plasmas gilt die MPCVD-Methode als die vielversprechendste Diamantsynthesemethode für industrielle Anwendungen.

Die durch MPCVD produzierten Diamanten sind von höherer Reinheit im Vergleich zu denen, die mit der HPHT-Methode hergestellt werden, und der Produktionsprozess verbraucht weniger Energie. Darüber hinaus erleichtert die MPCVD-Methode die Herstellung größerer Diamanten.

Vorteile unseres MPCVD-Systems

Wir sind seit vielen Jahren tief in der Branche tätig und verfügen daher über einen großen Kundenstamm, der unseren Geräten vertraut und sie nutzt. Unsere MPCVD-Geräte laufen seit über 40.000 Stunden stabil und demonstrieren außergewöhnliche Stabilität, Zuverlässigkeit, Wiederholbarkeit und Kosteneffizienz. Weitere Vorteile unseres MPCVD-Systems sind:

• 3 Zoll Substratwachstumsfläche, max. Chargenbeladung bis zu 45 Diamantenstücke
• 1-10 kW einstellbare Ausgangs-Mikrowellenleistung für geringeren Stromverbrauch
• Reiches erfahrenes Forschungsteam mit Unterstützung für fortschrittliche Diamantwachstumsrezepte
• Exklusives technisches Supportprogramm für Teams ohne Diamantwachstumserfahrung

Durch die Nutzung unserer angesammelten fortschrittlichen Technologie haben wir mehrere Runden von Upgrades und Verbesserungen an unserem MPCVD-System implementiert, was zu einer erheblich verbesserten Effizienz und reduzierten Gerätekosten geführt hat. Daher steht unsere MPCVD-Ausrüstung an der Spitze der technologischen Fortschritte und wird zu einem wettbewerbsfähigen Preis angeboten. Wir freuen uns auf Ihre Anfrage.

Arbeitsprozess

Die MPCVD-Maschine steuert den Fluss jedes Gaswegs und den Hohlraumdruck, während Reaktantengase (wie CH4, H2, Ar, O2, N2 usw.) unter spezifischem Druck in den Hohlraum eingeleitet werden. Nach Stabilisierung des Luftstroms erzeugt der 6KW-Festkörper-Mikrowellengenerator Mikrowellen, die dann über den Wellenleiter in den Hohlraum eingeleitet werden.

Das Reaktionsgas wandelt sich unter dem Mikrowellenfeld in einen Plasmazustand um und bildet eine Plasmakugel, die über dem Diamantsubstrat schwebt. Die hohe Temperatur des Plasmas erhitzt das Substrat auf eine bestimmte Temperatur. Überschüssige Wärme, die im Hohlraum entsteht, wird von der Wasserkühleinheit abgeführt.

Um optimale Wachstumsbedingungen während des MPCVD-Einkristall-Diamantwachstumsprozesses zu gewährleisten, passen wir Faktoren wie Leistung, Gasquellenzusammensetzung und Hohlraumdruck an. Darüber hinaus ist der Diamantwachstumsprozess frei von Verunreinigungen, da die Plasmakugel die Hohlraumwand nicht berührt, wodurch die Qualität des Diamanten verbessert wird.

Details & Teile

Mikrowellensystem

Reaktionskammer

Gasflusssystem

Vakuum- und Sensorsystem

Technische Daten

Warnungen

Die Sicherheit des Bedieners steht an erster Stelle! Bitte bedienen Sie das Gerät mit Vorsicht. Das Arbeiten mit brennbaren, explosiven oder giftigen Gasen ist sehr gefährlich. Der Bediener muss alle erforderlichen Vorsichtsmaßnahmen treffen, bevor er das Gerät in Betrieb nimmt. Das Arbeiten mit Überdruck in den Reaktoren oder Kammern ist gefährlich. Der Bediener muss die Sicherheitsvorschriften strikt einhalten. Besondere Vorsicht ist auch beim Umgang mit luftreaktiven Materialien geboten, insbesondere unter Vakuum. Durch ein Leck kann Luft in das Gerät eindringen und eine heftige Reaktion hervorrufen.

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