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Mehrzonen-CVD-Röhrenofenmaschine für chemische Gasphasenabscheidung

CVD- und PECVD-Ofen

Mehrzonen-CVD-Röhrenofenmaschine für chemische Gasphasenabscheidung

Artikelnummer : KT-CTF14

Preis variiert je nach Spezifikationen und Anpassungen


Maximale Temperatur
1400 ℃
Konstante Arbeitstemperatur
1300 ℃
Ofenrohrdurchmesser
60 mm
Heizzone
2x450 mm
Aufheizrate
0-10 ℃/min
ISO & CE icon

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Einleitung

Ein Mehrzonen-CVD-Röhrenofen ist ein Laborgerät, das für die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) verwendet wird. CVD ist ein Prozess, bei dem durch die chemische Reaktion eines Gases oder Dampfes ein dünner Film auf einem Substrat abgeschieden wird. Mehrzonen-CVD-Röhrenöfen verfügen über mehrere Heizzonen, die eine präzise Steuerung des Temperaturprofils innerhalb des Ofens ermöglichen. Dies ist für viele CVD-Prozesse wichtig, da die Temperatur die Eigenschaften des abgeschiedenen Films beeinflussen kann.

Mehrzonen-CVD-Röhrenöfen werden typischerweise für Forschungs- und Entwicklungszwecke eingesetzt, können aber auch in Produktionsanwendungen verwendet werden. Sie sind in verschiedenen Größen und Konfigurationen erhältlich und können an die spezifischen Anforderungen einer bestimmten Anwendung angepasst werden.

Anwendungen

Der Mehrzonen-CVD-Röhrenofen für chemische Gasphasenabscheidung wird in verschiedenen Bereichen eingesetzt, darunter:

  • Chemische Gasphasenabscheidung (CVD): Wachstum von dünnen Schichten für elektronische Geräte, Halbleiter und Solarzellen
  • Diffusion: Dotierung von Halbleitern und Metallen
  • Glühen: Wärmebehandlung von Materialien zur Verbesserung ihrer Eigenschaften
  • Sintern: Verbindung von Materialien durch Wärme und Druck
  • Wärmebehandlungen: Gesteuertes Erhitzen und Abkühlen von Materialien für verschiedene Zwecke

Details & Teile

5-Zonen-CVD-Ofen mit Hochvakuum-Pumpe
5-Zonen-CVD-Ofen mit Hochvakuum-Pumpe
4-Zonen-Split-CVD-Ofen
4-Zonen-Split-CVD-Ofen.
2-Zonen-CVD-Ofen mit Touchscreen-MFC-Gasstation
2-Zonen-CVD-Ofen mit Touchscreen-MFC-Gasstation
1600C 3-Zonen-CVD-Ofen mit Wasserkühlflansch
1600C 3-Zonen-CVD-Ofen mit Wasserkühlflansch
Schematische Darstellung des typischen Reaktionskammeraufbaus von Röhren-PECVD-Geräten

Schematische Darstellung des typischen Reaktionskammeraufbaus von Röhren-PECVD-Geräten: 1. Abluftöffnung; 2. Endflansch; 3. End-Wasserkühlflansch; 4. End-Dichtflansch; 5. End-Befestigungsflansch; 6. Elektrode; 7. Graphittiegel; 8. Quarz-Ofenrohr; 9. Vorderer Befestigungsflansch; 10. Vorderer Wasserkühlflansch; 11. Vorderer Lufteinlassflansch; 12. Ofentür

Prinzip

Die Mehrzonen-CVD-Röhrenofenmaschine nutzt die chemische Gasphasenabscheidung (CVD), um dünne Schichten auf Substraten abzuscheiden. CVD ist ein Prozess, bei dem gasförmige Vorläufer reagieren, um ein festes Schichtmaterial zu bilden. Bei diesem Ofen sind die gasförmigen Vorläufer typischerweise metallorganische Verbindungen und/oder Hydride, die in die Ofenkammer eingeleitet werden und miteinander reagieren, um das gewünschte Schichtmaterial zu bilden. Der Ofen ist mit mehreren Heizzonen ausgestattet, die eine präzise Steuerung der Abscheidetemperatur und des Temperaturgradienten ermöglichen. Dies ermöglicht die Abscheidung hochwertiger Schichten mit maßgeschneiderten Eigenschaften wie Dicke, Zusammensetzung und Kristallinität. Der Ofen verfügt außerdem über ein Vakuumsystem, das die Entfernung von Verunreinigungen und die Kontrolle des Abscheidedrucks ermöglicht.

Merkmale

Mehrzonen-CVD-Röhrenöfen bieten eine breite Palette von Vorteilen für die Benutzer, darunter:

  • Unabhängige Heizzonen: Ermöglicht die Erzeugung längerer Konstanttemperaturfelder sowie kontrollierter Temperaturgradienten. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen eine präzise Temperaturregelung entscheidend ist.
  • PID programmierbare Temperaturregelung: Bietet eine ausgezeichnete Regelgenauigkeit und unterstützt Fern- und Zentralsteuerung. Dies erleichtert die Überwachung und Anpassung der Ofentemperatur von überall.
  • Hochpräzise MFC-Massendurchflussmessersteuerung: Gewährleistet eine stabile Gaszufuhrgeschwindigkeit. Dies ist wichtig für Anwendungen, bei denen eine präzise Steuerung des Gasflusses entscheidend ist.
  • Vakuumflansch aus Edelstahl mit verschiedenen Anschlussstutzen: Bietet eine gute Abdichtung und einen hohen Vakuumgrad. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen ein hohes Vakuum erforderlich ist.
  • KT-CTF14 Pro verfügt über einen 7-Zoll-TFT-Touchscreen-Controller: Dies erleichtert die Programmeinstellung und die Analyse von historischen Daten. Dies ist ideal für Anwendungen, bei denen eine benutzerfreundliche Bedienung wichtig ist.

Vorteile

  • Unabhängige Heizzonen: Erzeugen ein längeres Konstanttemperaturfeld und einen kontrollierten Temperaturgradienten.
  • PID programmierbare Temperaturregelung: Ausgezeichnete Regelgenauigkeit, Unterstützung für Fern- und Zentralsteuerung.
  • Hochpräzise MFC-Massendurchflussmessersteuerung: Vormischung der Quellgase und stabile Gaszufuhrgeschwindigkeit.
  • Vakuumflansch aus Edelstahl: Verschiedene Anschlussstutzen für unterschiedliche Vakuum-Pumpenaufbauten, gute Abdichtung und hoher Vakuumgrad.
  • KT-CTF14 Pro Controller: 7-Zoll-TFT-Touchscreen, benutzerfreundliche Programmeinstellung und Analyse von historischen Daten.
  • Mehrzweck: CVD, Diffusion und andere Wärmebehandlungen unter Vakuum und Schutzgasatmosphäre.
  • Energieeinsparung: Keramikfaser-Material und doppelwandige Konstruktion reduzieren die Außentemperatur.
  • Lange Temperaturzone: Einfach zu bedienen.
  • Zuverlässige Abdichtung: Hoher umfassender Leistungindex.
  • Materialoptionen: Ofenrohr erhältlich in hitzebeständigem Stahl, Quarzglas und Keramik.
  • Breite Anwendungen: Elementanalyse und -bestimmung, Härten, Glühen, Anlassen kleiner Stahlteile, elektronische Keramik und andere neue Materialien.

Technische Spezifikationen

Ofenmodell KT-CTF14-60
Max. Temperatur 1400℃
Konstante Arbeitstemperatur 1300℃
Ofenrohrmaterial Hochreines Al₂O₃-Rohr
Ofenrohrdurchmesser 60mm
Heizzone 2x450mm
Kammer-Material Polykristalline Aluminiumoxidfaser
Heizelement Siliziumkarbid
Aufheizrate 0-10℃/min
Thermoelement S-Typ
Temperaturregler Digitaler PID-Regler/Touchscreen-PID-Regler
Temperaturregelgenauigkeit ±1℃
Präzise Gasregelungs-Einheit
Durchflussmesser MFC-Massendurchflussmesser
Gaskanäle 4 Kanäle
Durchflussrate MFC1: 0-5SCCM O₂
MFC2: 0-20SCMCH₄
MFC3: 0- 100SCCM H₂
MFC4: 0-500 SCCM N₂
Linearität ±0,5% F.S.
Wiederholgenauigkeit ±0,2% F.S.
Rohrleitung und Ventil Edelstahl
Maximaler Betriebsdruck 0,45 MPa
Durchflussmesser-Regler Digitaler Drehknopf-Regler/Touchscreen-Regler
Standard-Vakuum-Einheit (optional)
Vakuumpumpe Rotationsschieber-Vakuumpumpe
Pumpen-Durchflussrate 4L/S
Vakuumansaugstutzen KF25
Vakuummeter Pirani/Widerstands-Silizium-Vakuummeter
Nenndruck Vakuum 10Pa
Hochvakuum-Einheit (optional)  
Vakuumpumpe Rotationsschieberpumpe + Molekularpumpe
Pumpen-Durchflussrate 4L/S+110L/S
Vakuumansaugstutzen KF25
Vakuummeter Kombinations-Vakuummeter
Nenndruck Vakuum 6x10⁻⁵Pa
Die oben genannten Spezifikationen und Setups können angepasst werden

Standardpaket

Nr. Beschreibung Menge
1 Ofen 1
2 Quarzrohr 1
3 Vakuumflansch 2
4 Rohr-Wärmeblock 2
5 Rohr-Wärmeblock-Haken 1
6 Hitzebeständige Handschuhe 1
7 Präzise Gassteuerung 1
8 Vakuum-Einheit 1
9 Bedienungsanleitung 1

Optionale Einrichtung

  • Detektion und Überwachung von Gasen im Rohr, wie H₂, O₂ usw.
  • Unabhängige Überwachung und Aufzeichnung der Ofentemperatur
  • RS 485 Kommunikationsport für PC-Fernsteuerung und Datenexport
  • Steuerung der Einlassgas-Durchflussrate, wie Massendurchflussmesser und Schwimmkörper-Durchflussmesser
  • Touchscreen-Temperaturregler mit vielseitigen, benutzerfreundlichen Funktionen
  • Hochvakuum-Pumpenaufbauten, wie Schiebervakuum-Pumpe, Molekularpumpe, Diffusionspumpe

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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FAQ

Was Ist Ein CVD-Ofen?

Bei der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) handelt es sich um eine Technologie, die verschiedene Energiequellen wie Erhitzen, Plasmaanregung oder Lichtstrahlung nutzt, um gasförmige oder dampfförmige chemische Substanzen an der Gasphase oder Gas-Feststoff-Grenzfläche chemisch zu reagieren und so feste Ablagerungen im Reaktor zu bilden chemische Reaktion. Vereinfacht ausgedrückt werden zwei oder mehr gasförmige Rohstoffe in eine Reaktionskammer eingeleitet, reagieren dann miteinander, bilden ein neues Material und scheiden es auf der Substratoberfläche ab.

Der CVD-Ofen ist ein kombiniertes Ofensystem mit einer Hochtemperatur-Röhrenofeneinheit, einer Gassteuereinheit und einer Vakuumeinheit. Er wird häufig für Experimente und die Produktion von Verbundwerkstoffvorbereitungen, mikroelektronischen Prozessen, Halbleiter-Optoelektronik, Solarenergienutzung, Glasfaserkommunikation und Supraleitern verwendet Technologie, Schutzbeschichtungsbereich.

Was Ist Ein Rohrofen?

Der Laborrohrofen ist ein klassischer Hochtemperatur-Rohrofen mit externer Heizung, auch Heißwandheizofen genannt.

Abhängig von der unterschiedlichen Arbeitstemperatur kann das Ofenrohrmaterial normalerweise aus transparenten Quarzrohren, hochreinen Aluminiumoxid-Keramikrohren und hochfesten Metalllegierungsrohren bestehen.

Um unterschiedliche thermische Forschungszwecke zu erfüllen, können Rohröfen mit mehreren Heizzonen ausgestattet werden, um eine flexible Steuerung des Temperaturgradienten in der Rohrarbeitskammer zu ermöglichen. Das Ofenrohr kann in einer Arbeitsumgebung mit kontrollierter Atmosphäre oder in einer Hochvakuum-Arbeitsumgebung betrieben werden.

Wie Funktioniert Ein CVD-Ofen?

Das CVD-Ofensystem besteht aus einer Hochtemperatur-Röhrenofeneinheit, einer präzisen Steuereinheit für die Reaktionsgasquelle, einer Vakuumpumpstation und entsprechenden Montageteilen.

Die Vakuumpumpe dient dazu, die Luft aus dem Reaktionsrohr zu entfernen und sicherzustellen, dass sich keine unerwünschten Gase im Reaktionsrohr befinden. Anschließend heizt der Rohrofen das Reaktionsrohr auf eine Zieltemperatur auf. Anschließend kann die präzise Steuereinheit für die Reaktionsgasquelle eine andere einleiten Gase werden in einem festgelegten Verhältnis in das Ofenrohr für die chemische Reaktion eingeleitet, die chemische Gasphasenabscheidung erfolgt im CVD-Ofen.

Wie Funktioniert Ein Rohrofen?

Die Heizelemente des Rohrofens sind um den zylindrischen Hohlraum herum angeordnet. Der Ofen kann die Proben im zylindrischen Hohlraum nur durch indirekte Wärmestrahlung erwärmen, da das Ofenrohr verhindern kann, dass das Probenmaterial mit den Heizelementen und Isoliermaterialien des Ofens in Kontakt kommt, sodass der Rohrofen eine saubere Isolierung schafft Wärmekammer und verringern das Risiko einer Kontamination des Probenmaterials durch den Ofen.

Welches Gas Wird Im CVD-Prozess Verwendet?

Es gibt enorme Gasquellen, die im CVD-Prozess verwendet werden können. Zu den üblichen chemischen Reaktionen von CVD gehören Pyrolyse, Photolyse, Reduktion, Oxidation und Redox, sodass die an diesen chemischen Reaktionen beteiligten Gase im CVD-Prozess verwendet werden können.

Nehmen wir als Beispiel das CVD-Graphenwachstum. Die im CVD-Prozess verwendeten Gase sind CH4, H2, O2 und N2.

Was Ist Das Grundprinzip Von CVD?

Das Grundprinzip der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) besteht darin, ein Substrat einem oder mehreren flüchtigen Vorläufern auszusetzen, die auf seiner Oberfläche reagieren oder sich zersetzen, um eine dünne Filmabscheidung zu erzeugen. Dieses Verfahren kann für verschiedene Anwendungen eingesetzt werden, beispielsweise zur Strukturierung von Filmen, Isoliermaterialien und leitenden Metallschichten. CVD ist ein vielseitiges Verfahren, mit dem Beschichtungen, Pulver, Fasern, Nanoröhren und monolithische Komponenten synthetisiert werden können. Es ist auch in der Lage, die meisten Metalle und Metalllegierungen sowie deren Verbindungen, Halbleiter und Nichtmetallsysteme herzustellen. Charakteristisch für den CVD-Prozess ist die Ablagerung eines Feststoffs auf einer erhitzten Oberfläche durch eine chemische Reaktion in der Dampfphase.

Was Ist Die Anwendung Für Rohröfen?

Rohröfen werden hauptsächlich in der Metallurgie, Glas, Wärmebehandlung, Lithiumanoden- und -kathodenmaterialien, neuen Energien, Schleifmitteln und anderen Industrien eingesetzt und sind eine professionelle Ausrüstung zur Messung von Materialien unter bestimmten Temperaturbedingungen.

Der Rohrofen zeichnet sich durch einfache Struktur, einfache Bedienung, einfache Steuerung und kontinuierliche Produktion aus.

Rohröfen werden auch häufig in CVD-Systemen (chemische Gasphasenabscheidung) und plasmaunterstützten CVD-Systemen eingesetzt.

Was Ist Der Vorteil Des CVD-Systems?

  • Es kann eine große Auswahl an Folien hergestellt werden, je nach Bedarf Metallfolien, Nichtmetallfolien und Mehrkomponenten-Legierungsfolien. Gleichzeitig können damit hochwertige Kristalle hergestellt werden, die mit anderen Methoden wie GaN, BP usw. nur schwer zu erhalten sind.
  • Die Filmbildungsgeschwindigkeit ist hoch und beträgt normalerweise mehrere Mikrometer pro Minute oder sogar Hunderte Mikrometer pro Minute. Es ist möglich, große Mengen an Beschichtungen mit gleichmäßiger Zusammensetzung gleichzeitig abzuscheiden, was mit anderen Filmvorbereitungsmethoden wie Flüssigphasenepitaxie (LPE) und Molekularstrahlepitaxie (MBE) nicht zu vergleichen ist.
  • Die Arbeitsbedingungen werden unter Normaldruck- oder Niedrigvakuumbedingungen durchgeführt, sodass die Beschichtung eine gute Beugung aufweist und Werkstücke mit komplexen Formen gleichmäßig beschichtet werden können, was PVD deutlich überlegen ist.
  • Durch die gegenseitige Diffusion von Reaktionsgas, Reaktionsprodukt und Substrat kann eine Beschichtung mit guter Haftfestigkeit erhalten werden, die für die Herstellung oberflächenverstärkter Filme wie verschleißfester und korrosionsbeständiger Filme von entscheidender Bedeutung ist.
  • Manche Filme wachsen bei einer Temperatur, die weit unter dem Schmelzpunkt des Filmmaterials liegt. Unter der Bedingung des Wachstums bei niedriger Temperatur reagieren das Reaktionsgas und die Reaktorwand sowie die darin enthaltenen Verunreinigungen nahezu nicht, sodass ein Film mit hoher Reinheit und guter Kristallinität erhalten werden kann.
  • Durch chemische Gasphasenabscheidung kann eine glatte Abscheidungsoberfläche erzielt werden. Dies liegt daran, dass die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) im Vergleich zu LPE bei hoher Sättigung, mit hoher Keimbildungsrate, hoher Keimbildungsdichte und gleichmäßiger Verteilung auf der gesamten Ebene durchgeführt wird, was zu einer makroskopisch glatten Oberfläche führt. Gleichzeitig ist bei der chemischen Gasphasenabscheidung die durchschnittliche freie Weglänge von Molekülen (Atomen) viel größer als bei LPE, sodass die räumliche Verteilung der Moleküle gleichmäßiger ist, was der Bildung einer glatten Abscheidungsoberfläche förderlich ist.
  • Geringe Strahlungsschäden, eine notwendige Voraussetzung für die Herstellung von Metalloxidhalbleitern (MOS) und anderen Geräten

Welche Verschiedenen Arten Von CVD-Methoden Gibt Es?

Zu den verschiedenen Arten von CVD-Methoden gehören Atmosphärendruck-CVD (APCVD), Niederdruck-CVD (LPCVD), Ultrahochvakuum-CVD, durch Aerosole unterstütztes CVD, CVD mit direkter Flüssigkeitseinspritzung, Heißwand-CVD, Kaltwand-CVD, Mikrowellen-Plasma-CVD, Plasma-CVD. Enhanced CVD (PECVD), Remote Plasma Enhanced CVD, Low Energy Plasma Enhanced CVD, Atomic Layer CVD, Combustion CVD und Hot Filament CVD. Diese Methoden unterscheiden sich im Mechanismus, durch den chemische Reaktionen ausgelöst werden, und in den Betriebsbedingungen.

Wie Viele Verschiedene Arten Von Rohröfen Gibt Es?

Rohröfen können mit verschiedenen mechanischen Funktionen reibungslos arbeiten, daher gibt es viele verschiedene Rohrofenvarianten für verschiedene Versuchszwecke. Typische Ofenöfen sind wie folgt:

  • Horizontaler Rohrofen
  • Vertikaler Rohrofen
  • Geteilter Rohrofen
  • Drehrohrofen
  • Kipprohrofen
  • Schieberohrofen
  • Schneller Heiz- und Kühlrohrofen
  • Kontinuierlicher Zufuhr- und Abfuhrrohrofen

Wofür Steht PECVD?

PECVD ist eine Technologie, die Plasma verwendet, um Reaktionsgas zu aktivieren, chemische Reaktionen auf der Oberfläche des Substrats oder im oberflächennahen Raum zu fördern und einen festen Film zu erzeugen. Das Grundprinzip der plasmachemischen Gasphasenabscheidungstechnologie besteht darin, dass unter der Einwirkung eines elektrischen HF- oder Gleichstromfeldes das Quellgas ionisiert wird, um ein Plasma zu bilden, das Niedertemperaturplasma als Energiequelle verwendet wird und eine geeignete Menge Reaktionsgas vorhanden ist eingeführt, und die Plasmaentladung wird verwendet, um das Reaktionsgas zu aktivieren und eine chemische Gasphasenabscheidung zu realisieren.

Je nach Methode zur Plasmaerzeugung kann es in HF-Plasma, Gleichstromplasma und Mikrowellenplasma-CVD usw. unterteilt werden.

Was Ist Der Unterschied Zwischen CVD Und PECVD?

Der Unterschied zwischen PECVD und der herkömmlichen CVD-Technologie besteht darin, dass das Plasma eine große Anzahl hochenergetischer Elektronen enthält, die die im chemischen Gasphasenabscheidungsprozess erforderliche Aktivierungsenergie bereitstellen und so den Energieversorgungsmodus des Reaktionssystems ändern können. Da die Elektronentemperatur im Plasma bis zu 10.000 K beträgt, kann die Kollision zwischen Elektronen und Gasmolekülen das Aufbrechen chemischer Bindungen und die Rekombination der Reaktionsgasmoleküle fördern, um aktivere chemische Gruppen zu erzeugen, während das gesamte Reaktionssystem eine niedrigere Temperatur aufrechterhält.

Im Vergleich zum CVD-Verfahren kann PECVD also den gleichen chemischen Gasphasenabscheidungsprozess bei einer niedrigeren Temperatur durchführen.

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Entdecken Sie die Funktionsweise von Drehrohröfen, ihre vielfältigen Anwendungen und wichtigsten Vorteile. Erfahren Sie, wie diese Öfen funktionieren, wie sie sich für verschiedene Prozesse eignen und welche Faktoren bei der Auswahl eines Ofens zu beachten sind. Finden Sie heraus, warum Drehrohröfen in der modernen Materialverarbeitung bevorzugt werden.

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CVD-Maschinen für die Dünnschichtabscheidung

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Die chemische Gasphasenabscheidung (CVD) ist eine weit verbreitete Technik zur Abscheidung dünner Filme auf verschiedenen Substraten.

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Ein umfassender Leitfaden für Spaltrohröfen: Anwendungen, Funktionen

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Es stimmt, dass es sich bei einem Spaltrohrofen um eine Art Laborgerät handelt, das aus einem Hohlrohr oder einer Kammer besteht, die geöffnet werden kann, um das Einsetzen und Entfernen von Proben oder zu erhitzenden Materialien zu ermöglichen.

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