マイクロ波プラズマ化学気相成長装置（MPCVD）システムリアクター、実験室用ダイヤモンド成長用

MPCVDはマイクロ波プラズマ化学気相成長（Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition）の略です。炭素含有ガスとマイクロ波プラズマを使用して、実験室で高品質のダイヤモンド膜を成長させる方法です。

MPCVDシステム

MPCVD（マイクロ波プラズマ化学気相成長）システムは、基板表面に薄膜を堆積させるために使用されるプロセスです。システムは、堆積プロセスが行われる真空チャンバー、マイクロ波発生器、およびガス供給システムで構成されています。マイクロ波発生器は、真空チャンバー内でプラズマを生成するために使用され、ガス種を分解して基板上に堆積させるために使用されます。

マイクロ波発生器は通常、マグネトロンまたはクライストロンであり、2.45 GHzの範囲のマイクロ波を生成します。マイクロ波は石英窓を介して真空チャンバーに結合されます。

ガス供給システムは、真空チャンバーへのガスの流れを制御する質量流量コントローラー（MFC）で構成されています。MFCは標準立方センチメートル毎分（sccm）で校正されています。

基板温度はプラズマの位置によって制御され、熱電対で測定されます。プラズマは基板を加熱するために使用され、堆積プロセス中に基板が所望の温度にあることを確認するために熱電対で温度が監視されます。

応用

MPCVDは、低コストで高品質の大型ダイヤモンドを製造するための有望な技術です。

ダイヤモンドのユニークな特性、すなわちその硬度、剛性、高い熱伝導率、低い熱膨張、放射線耐性、および化学的安定性は、それを価値ある材料にしています。

その大きな可能性にもかかわらず、天然および合成高圧高温ダイヤモンドのコストの高さ、サイズの制限、および不純物制御の難しさは、その応用を制限してきました。

MPCVDは、ダイヤモンド宝石およびダイヤモンド膜の成長に使用される主要な装置です。

ダイヤモンド膜成長は単結晶または多結晶のいずれかであり、半導体産業における大型ダイヤモンド基板や、ダイヤモンド切削工具またはドリル工具産業で広く使用されています。

実験室で成長するダイヤモンドのHPHT法と比較して、マイクロ波CVD法は、より低コストで大型ダイヤモンドの成長に有利であり、半導体ダイヤモンド、光学ダイヤモンド成長、および大型宝飾用ダイヤモンド市場のニーズに理想的なソリューションとなっています。

MPCVDの利点

MPCVDは、HFCVDやDC-PJ CVDなどの他の方法と比較していくつかの利点を持つダイヤモンド合成方法です。ホットワイヤーによるダイヤモンドの汚染を回避し、さまざまな産業ニーズに対応するために複数のガスを使用できます。DC-PJ CVDと比較して、マイクロ波出力をスムーズかつ連続的に調整でき、反応温度を安定して制御できるため、アーク放電や炎の失敗による結晶種子の基板からの剥離を防ぎます。広範囲の安定した放電プラズマにより、MPCVD法は産業用途に最も有望なダイヤモンド合成方法と見なされています。

MPCVDを通じて製造されたダイヤモンドは、HPHT法を使用して製造されたものと比較して純度が高く、製造プロセスはエネルギー消費が少なくなります。さらに、MPCVD法は大型ダイヤモンドの製造を容易にします。

当社のMPCVDシステムの利点

長年にわたりこの業界に深く関わってきた結果、当社には信頼して当社の機器を使用している vast な顧客基盤があります。当社のMPCVD機器は40,000時間以上安定稼働しており、卓越した安定性、信頼性、再現性、およびコスト効率を実現しています。当社のMPCVDシステムのその他の利点は次のとおりです。

• 3インチ基板成長エリア、最大バッチ負荷45個のダイヤモンド
• 1〜10Kwの調整可能な出力マイクロ波電力で電力消費を削減
• 最先端のダイヤモンド成長レシピサポートを備えた豊富な経験を持つ研究チーム
• ダイヤモンド成長経験ゼロのチーム向けの専用テクニカルサポートプログラム

蓄積された高度な技術を活用し、MPCVDシステムに複数回のアップグレードと改善を実施した結果、効率が大幅に向上し、機器コストが削減されました。その結果、当社のMPCVD機器は技術的進歩の最前線にあり、競争力のある価格で提供されています。お気軽にお問い合わせください。

作業プロセス

MPCVDマシンは、各ガス経路とキャビティ圧力を制御しながら、特定の圧力下で反応性ガス（CH4、H2、Ar、O2、N2など）をキャビティに導入します。気流が安定した後、6KWのソリッドステートマイクロ波発生器がマイクロ波を生成し、導波路を介してキャビティに導入されます。

反応ガスはマイクロ波フィールド下でプラズマ状態に変換され、ダイヤモンド基板の上に浮かぶプラズマボールを形成します。プラズマの高温が基板を特定の温度に加熱します。キャビティで生成された過剰な熱は、水冷ユニットによって放散されます。

MPCVD単結晶ダイヤモンド成長プロセスの最適な成長条件を確保するために、電力、ガス源の組成、およびキャビティ圧力などの要因を調整します。さらに、プラズマボールはキャビティ壁に接触しないため、ダイヤモンド成長プロセスは不純物の影響を受けず、ダイヤモンドの品質が向上します。

詳細と部品

マイクロ波システム

反応チャンバー

ガス流量システム

真空およびセンサーシステム

技術仕様

警告

オペレーターの安全は最重要課題です。装置の操作には注意してください。引火性ガス、爆発性ガス、有毒ガスを扱う作業は非常に危険です。オペレーターは装置を始動する前に必要な予防措置をすべて講じる必要があります。反応器またはチャンバー内で陽圧を使用して作業するのは危険です。オペレーターは安全手順を厳密に遵守する必要があります。空気反応性材料を使用する場合、特に真空下で作業する場合には、特別な注意を払う必要があります。漏れがあると空気が装置内に引き込まれ、激しい反応が発生する可能性があります。

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