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Gas-mischendes - CVD - chemisches Bedampfen

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Dynamische Mischungen angewendet auf Absetzungstechniken

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In den letzten 20 Jahren haben chemische Prozesse des Bedampfens (CVD) eine Schlüsselrolle in einer breiten Palette der technologischen modernen Herstellung übernommen. Heute teilen die industriellen Prozesse für die Antiverschleißschneidwerkzeuge, die beschichten und Mikroprozessorproduktion die gleichen Absetzungstechniken und prüfen einen konstanten selbst-entwickelnden Prozess, der extrem nützlich und vielseitig ist. CVD ist ein Gattungsname für eine enorme Familie von Prozessen, die den Gebrauch der gasförmigen Vorläufer miteinbezieht, um zu produzieren und leistungsstarken Vollmaterialien die von hohem Reinheitsgrad. Die gasförmige Phase normalerweise wird thermisch innerhalb der CVD-Kammer durch eine ausreichende Wärmequelle aktiviert, um eine chemische Reaktion zu produzieren, die zu den gewünschte Produkten die Bildung führt, und nachher zur Produktabsetzung auf dem Zielsubstrat. CVD bezieht den Gebrauch der heißen Fäden mit ein, Reaktionen (HFCVD) zu aktivieren und es erfordert auch extrem - niedrigen Arbeitsdruck. Unterschiedliche Art von Wärmequellen (z.B. Plasma, Laser) sind nützliche und jetzt Plasma-erhöhte Absetzung (PECVD) und Laser CVD (LCVD) nützen allgemeines gewesen. Druck ist kein Problem mehr seit, in einigen Anwendungen, die Absetzung kann im Atmosphärendruck (APCVD) durchgeführt werden. Die Absetzungsergebnisse hängen stark von den Prozessparametern und von den Hardware-Konfigurations-Einstellungen ab. Diese starke Abhängigkeit erfordert eine Feinsteuerung und eine feine Regelung für jeden Schritt dieser Technik. Eine besonders genaue Sorgfalt auf der Gasphase, die durch die Reaktionsmittel verfasst wird, muss ausgeübt werden. Ein Instrument, das zum Produzieren von den Gasgemischen mit hoher Präzision und entworfen, um vielseitig zu sein und leicht handlich fähig ist, wird folglich für diese Art von Anwendungen angefordert. Die MCQ-Instrumente bietet es allen mit seinen Gas-Mischmaschinen, eine Reihe Produkte an, die speziell für das Gasgemisch bis mit 6 Komponenten errichtet werden.

Cvd-Anwendungen.

Die Vielseitigkeit von CVD-Techniken wird durch seinen Gebrauch in einer großen Auswahl verschiedener Forschung und Einsatzbereichen nachgewiesen. Die Experimentierenfelder können in vier Hauptkategorien zusammengefasst werden: Anwendungen des dünnen und Dickfilms, Pulverbehandlungen (Flüssigbett-CVD) und Kohlenstoffnanoröhrchenforschung.

Dünnfilme.

Dieser Ausdruck bezieht sich auf Nanometer in den Beschichtungen bis zur Stärke einiger Mikrometer, gemacht, um die spezifische Leistung eines Grundmaterials zu verbessern. Der synthetische Diamant (CVD-Diamant), wegen seiner einzigartigen Chemikalie und physikalischen Eigenschaften, ist ein perfektes Beispiel der Dünnfilmanwendung. Die Härte und die chemische Untätigkeit von Mikro- und Nanokristalldiamantfilmen werden im Allgemeinen verwendet, um die Verschleißfestigkeit von metallischen/keramischen Komponenten zu erhöhen, während einzelne Kristalldiamanten eine entscheidende Rolle in der Herstellung von Schneidwerkzeugen übernehmen. In den letzten 20 Jahren hat CVD-Diamant sich bewiesen, ein vielseitiges Material zu sein, das heutzutage für elektronische Anwendungen in der Strahlentherapie und auf dem Spintronikgebiet studiert wird. Andererseits kann die Erhöhung des Antiverschleißwiderstands während der keramischen Beschichtungen erzielt werden, die auf Ti, Cr und Zr basieren. Seit einigen Jahren sind solche Beschichtungen auch ein interessantes Forschungsfeld für ihre antibakteriellen Anwendungen geworden.

Dickfilme

Dieser Ausdruck bezieht sich auf Mikrometer in den Beschichtungen bis zu den Millimeter in der Stärke, machte, um spezifische Leistung von Grundmaterialien zu verbessern oder freistehende Einzelteile mit gewünschten Eigenschaften zu schaffen. Cvd-Diamant übernimmt wieder eine wichtige Rolle in solchen Beschichtungen, ist verwendet worden, um Schneidwerkzeugqualitätsniveau als Beschichtung zu erhöhen oder verwendet worden für elektrische Anwendung als freistehendes Material. Keramische Beschichtungen werden auch für diese Dickfilme als ausgezeichnete thermische Sperren benutzt. Jedoch trotz des breiten Gebrauches des Diamanten und der keramischen Beschichtungen, ist das Experimentieren auf Silikon heute das studierte Thema auf einem Dickfilmforschungsgebiet. Die Solarzellenproduktion und -mikroprozessoren, die beide herstellen, sind die Hauptfelder, auf die CVD-Forschungs- und -optimierungsbemühungen gerichtet werden.

Pulverbehandlung

Behandlung von Pulvern ist eine andere interessante CVD-Anwendung, die den chemischen Prozess kombiniert (stattfinden während der Absetzung) mit dem mechanischen Effekt, der durch die Flüssigbetttechnik produziert wird. Chemisches FlüssigbettBedampfen (FBCVD) ist eine der leistungsfähigsten Techniken, zum jedes einzelnen Partikels eines Pulvers von den verschiedenen gasförmigen Spezies an functionalize, niederzulegen und zu beschichten. Aktivierte und/oder überzogene Pulver werden für Antiverschleißanwendungen, Katalysatorsynthese, Kohlenstoffnanoröhrchensynthese und photoreactor Entwürfe benutzt.

Kohlenstoffnanoröhrchen

Dieses ist eine der neuesten und viel versprechenden CVD-Anwendungen. Die Nanotechnologien stellen die Zukunft und die letzte Grenze der weltweiten Forschung dar. In diesem Zusammenhang übernehmen Kohlenstoffnanoröhrchen eine Schlüsselrolle. Gemacht durch HFCVD oder PECVD, liegt großes Interesse der Kohlenstoffnanoröhrchen an ihren eigenartigen Eigenschaften, die sie ein einzigartiges Material anwendbar für viele Anwendungen machen. Kohlenstoffnanoröhrchen sind das stärkste Material im Ausdruck der Dehnfestigkeit und Elastizitätsmodul, das sie passend für viele mechanischen Anwendungen und moderne Textilproduktion macht. Ihre eigenartige Form macht sie möglicherweise nützlich für Luftfilterschaffung, oder Zwecke des Speicher H2 und ihre Halbleiternatur drehen möglicherweise sich, um für Elektronikanwendungen effektiv zu sein.

Cvd-Apparat.

Obgleich jede Absetzungstechnik Gebrauch eine andere Hardware-Konfiguration macht, teilen alle Absetzungen das gleiche Reaktionsprinzip, so, welches die gleichen grundlegenden Eigenschaften in jedem Apparat gefunden werden können. Ein allgemeiner CVD-Apparat besteht aus einigen grundlegenden Komponenten:

• Cvd-Reaktor, innerhalb dessen die Kammer Absetzung stattfindet.

• Energiequelle benötigt, um die Energie/die Hitze zur Verfügung zu stellen erfordert, um die Vorläufer in Gasphase/zu zerlegen zu reagieren zu erhalten.

• Vakuum-Anlage, normalerweise eine Pumpe von einem System von den Pumpen erfordert, um die Kammer von allen unerwünschten gasförmigen Spezies im Anfangsstadium eines Absetzungsprozesses vollständig zu säubern.

• Abgasanlage, eingeführt für Abbau von flüchtigen Nebenerscheinungen von der Reaktionskammer.

• Ladender Mechanismus des Substrates, eine Zusatzeinrichtung geschaffen für die Einführung und das Entfernen von Substraten in der Kammer, ohne den Absetzungsprozeß zu stoppen.

• Gasliefersystem, benutzt für die Mischung der Mischung und das Liefern sie an die Reaktorkammer.

• Prozesskontrollierte Ausrüstung, die große Auswahl von Kontrollen installiert, um Prozessparameter wie Druck-, Temperatur-, Zeit- und Gasgemischeigenschaften zu überwachen.

Gas-Mischung: MCQ-Lösung

Die Mischungslösung des Gases, die zu den Absetzungszwecken allgemein verwendet ist, besteht in 2 oder mehr (abhängig von der Beschaffenheit der Mischung, die das Experimentieren erfordert), Einfachkanalmassenstromprüfer, die unabhängig von einander arbeiten. Um die Mischung zu mischen und die Mischungseinstellungen (d.h. die relative Menge von den Vorläufern in der gasförmigen Phase) zu handhaben wird ein externes Steuergerät, angeschlossen mit allen Massenstromprüfern, folglich angefordert. Solch ein System leidet unter zwei bedeutenden praktischen Fragen: es verlangt eine beträchtliche Menge Laborraum und die Mischungsparameteränderungen sind- häufig mühsam und machen sie fast unmöglich, mit Absetzungszuständen zu arbeiten, die dynamische Mischungsanpassungen erfordern. Das MCQ hat jene Probleme, die eine neue Lösung für das Gas bereitstellen, das mit den MCQ-Gas-Mischmaschinen, eine Reihe Instrumente mischt, die besonders für Vor-CVD-Anwendungen hergestellt werden. Unsere Gas-Mischmaschinen sind hohe Präzision bis 6 Kanalmischeinrichtung, die mit nicht-aggressiven Gasmedien funktionieren. Die Instrumente, entworfen nach dem „Labor in einem Kasten“ Prinzip, bietet die Vorteile der bis 6 Einkanalmassenstromprüfer alle in einem kompakten Kasten an, einfach, zu behandeln und zu installieren, wohin er gebraucht hat. Die Gas-Mischmaschinen erfordern kein externes Steuergerät, für alle Mischungsparameter und andere Gaseinstellungen können vom Benutzer mit dem MCQ-Gas-Mischer-Manager gehandhabt werden, die Software schufen speziell, um auf alle Gas-Mischmaschineneigenschaften zuzugreifen. Stellen Sie Mischungen her und justieren Sie sie dynamisch, mit der Möglichkeit, um Gasphasezusammensetzung jederzeit zu ändern und sofort, ist nie einfacher gewesen. Die Software erfordert nur einen Desktop oder Laptop-Computer, die mit allen Windows-Betriebssystemen kompatibel sind, die von Windows XP abfahren.

Ein Beispiel der MCQ-Gas-Mischmaschinenhardware-konfiguration?

Das gebräuchliche Gas muss trockene, nicht-aggressive Gase sein. Die Instrumente funktionieren mit reinem, oder Mischungen gasen Medien. Die Gasflaschen werden an die Instrumente durch 6-Millimeter-Durchmesser Rohre angeschlossen und ein Rückschlagventil ist nach jedem Grundsatz als Rückstromverhinderungsgerät installiert. Jedes Gas wird durch einen engagierten Kanal der Gas-Mischmaschinen angeschlossen und gesteuert. Ein anderes 6 Millimeter-Rohr schließt schließlich die Instrumente an das Arbeitssystem an (eine generische CVD-Reaktorkammer) in dem das Experiment stattfindet.