Reattore per Macchina MPCVD con Risonatore Cilindrico per Deposizione Chimica da Vapore di Plasma a Microonde e Crescita di Diamanti da Laboratorio

MPCVD sta per Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition (Deposizione Chimica da Vapore di Plasma a Microonde). È un metodo per far crescere film di diamante di alta qualità in laboratorio utilizzando un gas contenente carbonio e un plasma a microonde.

Sistema MPCVD

Il sistema MPCVD (Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition) è un processo utilizzato per depositare film sottili su una superficie del substrato. Il sistema è composto da una camera a vuoto dove avviene il processo di deposizione, un generatore di microonde e un sistema di erogazione del gas. Il generatore di microonde viene utilizzato per generare un plasma all'interno della camera a vuoto, che viene utilizzato per decomporre e depositare le specie gassose sul substrato.

Il generatore di microonde è tipicamente un magnetron o un klystron, che genera microonde nell'intervallo di 2,45 GHz. Le microonde vengono accoppiate alla camera a vuoto attraverso una finestra di quarzo.

Il sistema di erogazione del gas è composto da controllori di flusso di massa (MFC) che controllano il flusso di gas nella camera a vuoto. Gli MFC sono calibrati in centimetri cubi standard al minuto (sccm).

La temperatura del substrato è controllata dalla posizione del plasma ed è misurata da una termocoppia. Il plasma viene utilizzato per riscaldare il substrato e la temperatura viene monitorata dalla termocoppia per garantire che il substrato sia alla temperatura desiderata durante il processo di deposizione.

Applicazioni

MPCVD è una tecnologia promettente per la produzione di diamanti di grandi dimensioni a basso costo e di alta qualità.

Le proprietà uniche del diamante, tra cui la sua durezza, rigidità, elevata conducibilità termica, bassa espansione termica, resistenza alle radiazioni e inerzia chimica, lo rendono un materiale prezioso.

Nonostante il suo grande potenziale, l'alto costo, le dimensioni limitate e la difficoltà nel controllare le impurità dei diamanti naturali e sintetici ad alta pressione e alta temperatura ne hanno limitato le applicazioni.

MPCVD è l'attrezzatura principale utilizzata per la crescita di gemme e film di diamante. 

La crescita del film di diamante può essere monocristallina o policristallina, ed è ampiamente utilizzata nell'industria dei semiconduttori per substrati di diamante di grandi dimensioni, nonché nell'industria degli utensili da taglio o da perforazione di diamanti. 

Rispetto al metodo HPHT per i diamanti coltivati in laboratorio, il metodo CVD a microonde offre vantaggi per la crescita di diamanti di grandi dimensioni a costi inferiori, rendendolo una soluzione ideale per le applicazioni di diamanti per semiconduttori, la crescita di diamanti ottici e le esigenze del mercato dei diamanti di gioielleria di grandi dimensioni.

Vantaggi di MPCVD

MPCVD è un metodo di sintesi del diamante che presenta diversi vantaggi rispetto ad altri metodi, come HFCVD e DC-PJ CVD. Evita la contaminazione del diamante da fili caldi e consente l'uso di più gas per soddisfare diverse esigenze industriali. Rispetto al DC-PJ CVD, consente una regolazione fluida e continua della potenza delle microonde e un controllo stabile della temperatura di reazione, evitando che i semi cristallini cadano dal substrato a causa di archi e guasti di fiamma. Con una vasta area di scarica al plasma stabile, il metodo MPCVD è considerato il metodo di sintesi del diamante più promettente per applicazioni industriali.

I diamanti prodotti tramite MPCVD sono di purezza superiore rispetto a quelli prodotti con il metodo HPHT e il processo di produzione consuma meno energia. Inoltre, il metodo MPCVD facilita la produzione di diamanti più grandi.

Vantaggi del Nostro Sistema MPCVD

Siamo profondamente coinvolti nel settore da molti anni e, di conseguenza, abbiamo una vasta base di clienti che si fida e utilizza le nostre attrezzature. Le nostre attrezzature MPCVD sono in funzione da oltre 40.000 ore, dimostrando eccezionale stabilità, affidabilità, ripetibilità ed economicità. Ulteriori vantaggi del nostro sistema MPCVD includono:

• Area di crescita del substrato da 3 pollici, carico massimo in batch fino a 45 pezzi di diamanti
• Potenza di uscita delle microonde regolabile da 1-10Kw per un minor consumo elettrico
• Team di ricerca con ricca esperienza e supporto per ricette di crescita di diamanti all'avanguardia
• Programma di supporto tecnico esclusivo per team senza esperienza nella crescita di diamanti

Sfruttando la nostra tecnologia avanzata accumulata, abbiamo implementato molteplici cicli di aggiornamenti e miglioramenti al nostro sistema MPCVD, ottenendo un'efficienza significativamente migliorata e costi delle attrezzature ridotti. Di conseguenza, le nostre attrezzature MPCVD sono all'avanguardia nei progressi tecnologici e offerte a un prezzo competitivo. Benvenuti a consultarvi con noi.

Processo di Lavoro

La macchina MPCVD controlla il flusso di ciascun percorso del gas e la pressione della cavità mentre introduce gas reagenti (come CH4, H2, Ar, O2, N2, ecc.) nella cavità a una pressione specifica. Dopo aver stabilizzato il flusso d'aria, il generatore di microonde a stato solido da 6KW genera microonde che vengono quindi introdotte nella cavità attraverso la guida d'onda.

Il gas di reazione si trasforma in uno stato di plasma sotto il campo a microonde, formando una palla di plasma che fluttua sopra il substrato di diamante. L'alta temperatura del plasma riscalda il substrato a una temperatura specifica. Il calore in eccesso prodotto nella cavità viene dissipato dall'unità di raffreddamento ad acqua.

Per garantire condizioni di crescita ottimali durante il processo di crescita di diamanti monocristallini MPCVD, regoliamo fattori come la potenza, la composizione della fonte di gas e la pressione della cavità. Inoltre, poiché la palla di plasma non entra in contatto con la parete della cavità, il processo di crescita del diamante è privo di impurità, migliorando così la qualità del diamante.

Dettagli e Parti

Sistema a microonde

Camera di reazione

Sistema di flusso di gas

Sistema di vuoto e sensori

Specifiche tecniche

Avvertenze

La sicurezza dell'operatore è la questione più importante! Si prega di utilizzare l'apparecchiatura con cautele. Lavorare con gas infiammabili, esplosivi o tossici è molto complicato pericoloso, gli operatori devono prendere tutte le precauzioni necessarie prima di avviare il attrezzatura. Lavorare con pressione positiva all'interno dei reattori o delle camere lo è pericoloso, l'operatore deve rispettare rigorosamente le procedure di sicurezza. Extra è necessario prestare attenzione anche quando si opera con materiali reattivi all'aria, soprattutto sotto vuoto. Una perdita può far entrare aria nell'apparecchio e causare a si verifichi una reazione violenta.

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