产品 热能设备 MPCVD 微波等离子体化学气相沉积MPCVD设备系统反应器,用于实验室和金刚石生长
微波等离子体化学气相沉积MPCVD设备系统反应器,用于实验室和金刚石生长

MPCVD

微波等离子体化学气相沉积MPCVD设备系统反应器,用于实验室和金刚石生长

货号 : KTMP315

价格根据 规格和定制情况变动


微波功率
微波频率2450±15MHZ
输出功率
1~10KW连续可调
微波泄漏
≤2MW/cm2
输出波导接口
WR340, 430配FD-340, 430标准法兰
样品台
样品台直径≥70mm,有效使用面积≥64 mm
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MPCVD代表微波等离子体化学气相沉积。它在实验室中使用碳气和微波等离子体生长高质量的金刚石薄膜。

MPCVD系统

MPCVD是一种使用真空室、微波发生器和气体输送系统将薄膜沉积到基板上的系统。等离子体在磁控管或速调管产生的2.45 GHz微波的作用下在腔体内产生。气体输送系统配有以sccm为单位校准的MFC,用于控制气体流量。基板温度由等离子体控制,并通过热电偶测量。等离子体加热基板,并在沉积过程中监测温度。

应用

MPCVD在以低成本生产大尺寸、高质量金刚石方面显示出巨大潜力。

金刚石独特的性能,如硬度、刚度、高导热性、低热膨胀系数、抗辐射性和化学惰性,使其成为一种有价值的材料。然而,天然和合成高压高温金刚石的高成本、有限的尺寸以及难以控制的杂质限制了其应用。

MPCVD是生长金刚石宝石和薄膜的主要设备,这些金刚石和薄膜可以是单晶或多晶。半导体行业广泛使用金刚石薄膜生长技术,用于大尺寸金刚石基板以及金刚石切割或钻孔工具行业。

与实验室生长金刚石的高压高温(HPHT)方法相比,微波化学气相沉积(MPCVD)方法在低成本大尺寸金刚石生长方面具有优势,是半导体金刚石、光学金刚石生长和大型珠宝金刚石市场的理想解决方案。

KINTEK MPCVD设备
KINTEK MPCVD设备
新款MPCVD金刚石设备
新款KINTEK MPCVD金刚石设备
新款MPCVD金刚石设备
新款KINTEK MPCVD金刚石设备
MPCVD生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备中,金刚石正在生长
KINTEK MPCVD设备中,金刚石正在生长
KINTEK MPCVD设备中,金刚石正在生长
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KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
KINTEK MPCVD设备生长出的粗糙金刚石
MPCVD生长出的金刚石抛光后
MPCVD生长出的金刚石抛光后
KinTek MPCVD多晶金刚石
KinTek MPCVD多晶金刚石

MPCVD的优点

MPCVD是一种优于HFCVD和DC-PJ CVD的金刚石合成方法。它避免了污染,并允许使用多种气体。它提供平滑的微波功率调节和稳定的温度控制,避免了晶种丢失。MPCVD由于具有大而稳定的等离子体区域,在工业应用方面前景广阔。

MPCVD比HPHT能耗更低,生产出更纯净的金刚石。它还能够生产更大的金刚石。

我们的MPCVD系统的优势

我们多年来深耕行业,因此拥有庞大且信赖我们设备客户群。我们的MPCVD设备已稳定运行超过40,000小时,展现出卓越的稳定性、可靠性、可重复性和成本效益。我们MPCVD系统的更多优势包括:

  • 3英寸基板生长区域,最大批次负载可达45颗金刚石
  • 1-10千瓦可调输出微波功率,降低电力消耗
  • 经验丰富的研发团队,提供前沿的金刚石生长配方支持
  • 为零金刚石生长经验的团队提供独家技术支持计划

通过利用我们积累的先进技术,我们对MPCVD系统进行了多轮升级和改进,显著提高了效率并降低了设备成本。因此,我们的MPCVD设备技术处于领先地位,并以具有竞争力的价格提供。欢迎咨询。

KinTek MPCVD模拟
KinTek MPCVD模拟

工作流程

MPCVD设备在引入反应气体(如CH4、H2、Ar、O2、N2等)到腔体并在特定压力下稳定后,控制各气体路径的流量和腔体压力。稳定气流后,6KW固态微波发生器产生微波,并通过波导导入腔体。

反应气体在微波场下转化为等离子体状态,形成一个悬浮在金刚石基板上方的等离子体球。等离子体的高温将基板加热到特定温度。腔体内产生的多余热量由水冷单元散发。

为了确保MPCVD单晶金刚石生长过程中的最佳生长条件,我们调整功率、气源成分和腔体压力等因素。此外,由于等离子体球不接触腔壁,金刚石生长过程不受杂质污染,从而提高了金刚石的质量。

细节与部件

微波系统

微波系统

反应腔

反应腔

气体流量系统

气体流量系统

真空与传感器系统

真空与传感器系统

技术规格

微波系统
  • 微波频率 2450±15MHZ,
  • 输出功率 1~10 KW 连续可调
  • 微波输出功率稳定性:<±1%
  • 微波泄漏 ≤2MW/cm2
  • 输出波导接口:WR340, 430 带FD-340, 430标准法兰
  • 冷却水流量:6-12L/min
  • 系统驻波系数:VSWR ≤ 1.5
  • 微波手动3针调节器、激励腔、高功率负载
  • 输入电源:380VAC/50Hz ± 10%,三相
反应腔
  • 真空泄漏率 < 5 × 10-9 Pa .m3/s
  • 极限压力小于0.7 Pa(标准配置带Pirani真空计)
  • 保压12小时后腔体压力升不超过50Pa
  • 反应腔工作模式:TM021 或 TM023 模式
  • 腔体类型:蝴蝶谐振腔,最大承载功率10KW,采用304不锈钢材质,带水冷夹层,高纯石英板密封方式。
  • 进气方式:顶部环形均匀进气
  • 真空密封:主腔体底部连接和进样门采用橡胶圈密封,真空泵与波纹管采用KF密封,石英板采用金属C型圈密封,其余采用CF密封
  • 观察和测温窗口:4个观察口
  • 腔体前部样品装载口
  • 在0.7KPa~30KPa压力范围内稳定放电(功率压力需匹配)
样品台
  • 样品台直径≥70mm,有效使用面积≥64 mm
  • 底板平台水冷夹层结构
  • 样品台可在腔体内电动均匀升降
气体流量系统
  • 全金属焊接气路板
  • 设备所有内部气体管路均采用焊接或VCR接头。
  • 5通道MFC流量计,H2/CH4/O2/N/Ar。H2: 1000 sccm ;CH4:100 sccm; O2: 2 sccm; N2: 2 sccm; Ar: 10 sccm
  • 工作压力0.05-0.3MPa,精度±2%
  • 每个通道流量计独立气动阀控制
冷却系统
  • 3路水冷,实时监测温度和流量。
  • 系统冷却水流量≤50L/min
  • 冷却水压力<4KG,进水温度20-25℃。
温度传感器
  • 外部红外测温仪,温度范围300-1400℃
  • 温度控制精度<2℃ 或 2%
控制系统
  • 采用西门子智能200 PLC和触摸屏控制。
  • 系统内置多种程序,可实现生长温度自动平衡、生长气压精确控制、自动升温、自动降温等功能。
  • 通过对水流、温度、压力等参数的监控,实现设备的稳定运行和设备的全面保护,并通过功能联锁保证操作的可靠性和安全性。
可选功能
  • 中心监控系统
  • 基板偏置电源

警告

操作员安全是最重要的问题! 请小心操作设备。 使用易燃易爆或有毒气体是非常危险的,操作人员在启动设备之前必须采取所有必要的预防措施。 反应器或室内正压工作是危险的,操作人员必须严格遵守安全规程。 使用空气反应材料时,尤其是在真空下,也必须格外小心。 泄漏会将空气吸入设备并导致发生剧烈反应。

为您而设计

KinTek为全球客户提供深度定制服务和设备,我们专业的团队和经验丰富的工程师有能力承担定制硬件和软件设备的需求,并帮助我们的客户 打造专属个性化设备和解决方案!

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FAQ

什么是 CVD 金刚石设备?

化学气相沉积钻石机是一种通过化学气相沉积(CVD)工艺生产人造钻石的设备。该工艺是通过化学蒸汽的沉淀来生成钻石,钻石具有与天然钻石相同的特性。CVD 金刚石设备包括丝状辅助热 CVD、等离子体增强 CVD 和燃烧火焰辅助 CVD 等。生产出的 CVD 金刚石硬度高、使用寿命长,因此在切削工具行业非常有用,是切削有色金属材料的一种重要而经济的工具。

有哪些类型的金刚石生长机?

目前有多种机器可用于人造金刚石的生长,包括热丝化学气相沉积、直流电流等离子体火焰化学气相沉积、微波等离子体增强化学气相沉积(MPCVD)和微等离子体化学气相沉积(MPCVD)。其中,微波等离子体增强化学气相沉积(MPCVD)因其微波加热均匀而得到广泛应用。此外,还可通过提高等离子体密度来提高金刚石的生长率,并通过添加氮来提高金刚石的生长率。为了获得平整的表面,可以使用各种抛光技术,包括机械抛光和化学机械抛光。大尺寸金刚石的生长可以通过镶嵌生长或异质外延生长来实现。

CVD 的基本原理是什么?

化学气相沉积(CVD)的基本原理是将基底暴露在一种或多种挥发性前驱体中,这些前驱体在基底表面发生反应或分解,产生薄膜沉积。该工艺可用于各种应用,如图案化薄膜、绝缘材料和导电金属层。CVD 是一种多功能工艺,可以合成涂层、粉末、纤维、纳米管和整体元件。它还能生产大多数金属和金属合金及其化合物、半导体和非金属系统。气相化学反应在加热表面沉积固体是 CVD 工艺的特点。

CVD 金刚石设备如何工作?

CVD 金刚石设备的工作原理是将混合气体(通常是甲烷和氢)引入真空室。然后使用微波等离子体或热丝等多种技术对气体进行活化,从而分解分子并释放出碳原子。这些碳原子沉淀在基底上,一层一层地堆积起来,形成人造金刚石。

实验室培育钻石有哪些优势?

实验室培育钻石的优点包括:了解钻石的原产地、价格较低、更环保以及更容易制造出彩钻。实验室培育的钻石几乎可以 100% 地确定其原产地,因此不会发生冲突、剥削儿童或战争。与相同大小、净度和切工的天然钻石相比,它们的价格至少便宜 20%。实验室培育的钻石更具有可持续性,因为不涉及采矿,对环境的影响也更小。最后,合成彩钻更容易制造出各种颜色,价格也便宜得多。

有哪些不同类型的 CVD 方法?

不同类型的 CVD 方法包括常压 CVD (APCVD)、低压 CVD (LPCVD)、超高真空 CVD、气溶胶支持的 CVD、直接液体喷射 CVD、热壁 CVD、冷壁 CVD、微波等离子体 CVD、等离子体增强 CVD (PECVD)、远程等离子体增强 CVD、低能量等离子体增强 CVD、原子层 CVD、燃烧 CVD 和热丝 CVD。这些方法的化学反应触发机制和操作条件各不相同。

使用 CVD 金刚石设备有哪些优势?

与其他金刚石生产方法相比,CVD 金刚石设备具有多项优势。首先,它们可以制造出高质量、近乎无瑕的钻石,并能精确控制钻石的形状、大小和净度。通过在沉积过程中引入适当的掺杂气体,这些设备还能生产出具有特定属性(如颜色或导电性)的钻石。此外,CVD 金刚石设备与传统的钻石开采相比更加环保,因为它们最大限度地减少了与钻石开采相关的社会和环境影响。

CVD 生长机的价格是多少?

根据设备的大小和复杂程度,CVD 生长机的价格会有很大差异。为研究和开发目的而设计的小型台式设备的价格可能在 5 万美元左右,而能够生产大量高品质钻石的工业规模设备的价格可能高达 20 万美元以上。不过,CVD 钻石的价格通常低于开采的钻石,因此对消费者来说是更实惠的选择。

使用化学气相沉积设备有哪些优势?

化学气相沉积机在薄膜沉积方面具有多种优势。它们可以精确控制薄膜的特性,如厚度、成分和均匀性。化学气相沉积法可以在大面积和复杂形状上沉积薄膜,因此适用于广泛的应用领域。该技术可沉积多种材料,包括金属、半导体、陶瓷和有机化合物。CVD 薄膜与基底表面具有极佳的附着力、纯度和保形性。此外,化学气相沉积设备可在相对较低的温度下运行,从而减少基底上的热应力,并实现对温度敏感材料的沉积。

选择 CVD 金刚石设备时应考虑哪些因素?

在选择 CVD 金刚石设备时,应考虑几个因素。首先,机器的尺寸和容量应符合预期的生产要求。沉积室的大小应能满足所需的基底尺寸,并具有可扩展性。还应评估机器的控制和自动化能力,以确保易于操作和可重复性。此外,还应评估机器的加热和活化方法,以确保金刚石生长的效率和均匀性。同样重要的是要考虑是否有技术支持、维护服务以及总体拥有成本。咨询该领域的制造商和专家有助于选择最适合特定生产需求的 CVD 金刚石设备。

化学气相沉积设备有哪些应用?

化学气相沉积设备可应用于各个行业和研究领域。在半导体行业,化学气相沉积用于沉积集成电路薄膜,如二氧化硅和氮化硅。化学气相沉积还用于生产薄膜太阳能电池,沉积碲化镉或铜铟镓硒等材料。其他应用包括沉积保护涂层,如类金刚石碳膜、耐磨涂层和抗反射涂层。化学气相沉积还可用于生产光学镀膜,如用于镜子、滤波器和波导的薄膜。

CVD 金刚石设备生产的金刚石有哪些常见应用?

CVD 金刚石设备生产的钻石应用广泛。它们通常用于珠宝首饰,因为它们具有与天然钻石相同的美观和耐用性。CVD 金刚石因其卓越的硬度和导热性,在工业应用中也具有很高的价值,如切削工具、磨料和散热器。在电子工业中,它们被用于高性能电子设备,如大功率晶体管和辐射探测器。CVD 金刚石还被应用于医疗领域,包括外科手术工具、光学元件,以及因其生物相容性而被用作植入物的涂层。

选择化学气相沉积设备时应考虑哪些因素?

选择化学气相沉积设备时应考虑几个因素。所需的薄膜特性,如成分、厚度和均匀性,应与机器的能力相匹配。沉积室的大小应符合所需的基底尺寸和形状。设备的温度和压力范围应符合特定的沉积要求。同样重要的是要考虑所需材料沉积的前驱气体的可用性和兼容性。其他考虑因素包括操作简便性、维护要求以及自动化程度或控制能力。此外,咨询专家或制造商可为选择最适合特定应用的 CVD 机器提供宝贵的指导。

化学气相沉积机能否用于多层薄膜沉积?

是的,化学气相沉积设备可用于多层薄膜沉积。通过控制沉积参数和依次引入不同的前驱气体,可以在基底上沉积多层不同的材料。这样就能制造出具有定制特性和功能的复杂薄膜结构。可以精确控制每层的沉积顺序、温度、压力和气体流速,以获得所需的薄膜成分和厚度。多层薄膜可应用于微电子学、光电子学和表面工程等多个领域,其中不同的层具有特定的功能或增强了材料系统的整体性能。
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