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El equipo de deposición química de vapor de plasma de corriente continua de cátodo caliente (DCCVD) se desarrolla sobre la base de la descarga incandescente de cátodo frío convencional y se utiliza principalmente para la deposición y crecimiento de películas monocristalinas o policristalinas de diamante.
1. El área de composición y las características básicas de la descarga incandescente de cátodo caliente.
La descarga luminiscente del equipo de deposición química de vapor de plasma de corriente continua de cátodo caliente se puede dividir en cuatro áreas a lo largo del eje del cátodo al ánodo: capa de brillo catódico, zona oscura de Faraday, bola de plasma de brillo de columna positiva y capa de brillo anódico.Entre ellos, la capa catódica luminosa es una fina capa emisora de luz cerca del cátodo, donde se produce la enorme descarga de ondas, que desempeña un papel importante en el proceso de descarga luminosa;la zona oscura de Faraday es la zona de transición entre la zona del cátodo y la zona de la columna positiva.Los electrones chocan en la región del cátodo y pierden energía, y los electrones lentos no son suficientes para provocar ionización y excitación, por lo que presentan una zona oscura que no emite luz;la bola de plasma incandescente en el área de la columna positiva está en la posición más obvia de la descarga incandescente, y su ancho es aproximadamente el cátodo. El espacio entre los ánodos es de aproximadamente 4/5 y la longitud cambia con el cambio del espacio entre el ánodo y el cátodo;En comparación con el área brillante de la columna positiva, la capa luminosa del ánodo emite una luz ligeramente más oscura.
El cátodo caliente, la alta presión del gas y la alta densidad de corriente son las características básicas de la descarga incandescente de cátodo caliente que son diferentes de la descarga incandescente de cátodo frío convencional.Durante la descarga, hay una distribución de la intensidad del brillo, el color y el brillo entre los electrodos, que se dividen en cuatro áreas obvias.La descarga luminosa cubre toda la superficie del cátodo y el voltaje de descarga aumenta con el aumento de la corriente de descarga;la emisión de electrones del cátodo se combina mediante la emisión térmica y el proceso γ, y el grado de polarización entre los dos está determinado principalmente por la temperatura del cátodo;la zona de caída del cátodo es para mantener el brillo. La parte indispensable de la descarga de luz, el espesor de esta área es muy delgada, hay una caída de potencial alta, por lo que la intensidad del campo en esta área es muy alta y genera una descarga de onda enorme. .La densidad de corriente de la descarga incandescente de cátodo caliente es mucho mayor que la de la descarga incandescente de cátodo frío.
2. Parámetros técnicos DCCVD del equipo de deposición química de vapor de plasma CC de cátodo caliente:
Declaración cámara | Capa intermedia de acero inoxidable refrigerada por agua | Diseñe el tamaño de cavidad adecuado según El tamaño del electrodo para garantizar que no haya descarga entre la cavidad. pared y el electrodo |
Camino de cavidad abierta | Levante para abrir la cavidad o abra la puerta en frontal, conveniente para lofting y limpieza | |
Ventana de observación | Configure múltiples ventanas de observación para garantizar que se pueda observar el cátodo, el ánodo y la tabla de deposición | |
Sistema de vacío | Bomba aspiradora | El vacío se bombea mediante una bomba mecánica, no es necesario configurar bomba molecular |
Vacío definitivo | 0,1~1Pa | |
tiempo de bombeo | 5~15 minutos | |
Configuración de ventilación | Garantizar la uniformidad del bombeo. | |
Rango de ajuste de presión de aire | 0,1Pa~30KPa | |
Válvula de escape | Puede ser restaurado a la atmósfera. | |
Indicador de vacio | El vacuómetro de alta precisión mide con precisión el valor de presión de la cavidad | |
Sistema de distribución de gas | Configuración de la fuente de aire | 5 fuentes de gas de hidrógeno, metano, nitrógeno, argón y oxígeno, con uno adicional reservado para respaldo |
Control de flujo de gas | El flujo de volumen está controlado por MFC y un flujo El medidor con un rango adecuado se selecciona según el tamaño de la cavidad. Los diferentes tamaños de flujo afectarán el tiempo de aumento de presión.En general, el caudal de hidrógeno: metano: nitrógeno: argón: oxígeno es 40:1:1:40:1 | |
Ajuste de entrada de aire | Configuración de entrada de aire razonable para garantizar la entrada de aire. uniformidad | |
Sistema de refrigeración por agua | Potencia del enfriador de agua | La potencia de refrigeración y la altura del enfriador de agua deben igualar la generación de calor del equipo y el flujo de agua de refrigeración, y La temperatura debe ser ajustable, generalmente fijada en unos 20°C. |
Válvula | La cámara de deposición, el cátodo y el ánodo, todos Es necesario enfriarlo y es necesario instalar un separador de agua. Las válvulas se colocan en la entrada y salida de cada rama del separador de agua. | |
Temperatura de funcionamiento | La temperatura de trabajo del ánodo es de 600-1100 ℃, la temperatura de trabajo del cátodo es de 700-1100 ℃ | |
Fuerza | Tensión de funcionamiento | 600~1200V, voltaje de salida ajustable |
Corriente de trabajo | 6~15A | |
Sistema de control | 1) flujo de gas control; 2) electrodo control de elevación, visualización en tiempo real de la distancia del cátodo y del ánodo, control precisión 1 mm; 3) Monitoreo y visualización de la temperatura del cátodo, ánodo y sustrato; 4) algunos las funciones se pueden ajustar manualmente, como la presión del aire; 5) Fallo alarma para evitar un mal funcionamiento; | |
Electrode | 1) el ánodo El diámetro es de 60 mm y el material es cobre. 2) el El diámetro del cátodo es de 80 ~ 100 mm y el material es molibdeno.Después Uso a largo plazo, el carbono es fácil de depositar en la superficie del cátodo y la descarga es inestable.Por lo tanto, es necesario diseñarlo como un estructura reemplazable; 3) el La distancia entre el cátodo y el ánodo es ajustable, el rango es de 10 ~ 60 mm, la distancia se muestra en tiempo real y la precisión del ajuste es de 1 mm; 4) Los bordes del cátodo y del ánodo pueden redondearse para evitar la descarga de los bordes; 5) El ánodo puede tener una polarización negativa y el rango de voltaje de polarización es de 0 a 400 V; 6) El borde del electrodo está aislado para evitar descargas en los bordes; | |
El equipo de deposición química de vapor de plasma de corriente continua de cátodo caliente (DCCVD) se desarrolla sobre la base de la descarga incandescente de cátodo frío convencional y se utiliza principalmente para la deposición y crecimiento de películas monocristalinas o policristalinas de diamante.
1. El área de composición y las características básicas de la descarga incandescente de cátodo caliente.
La descarga luminiscente del equipo de deposición química de vapor de plasma de corriente continua de cátodo caliente se puede dividir en cuatro áreas a lo largo del eje del cátodo al ánodo: capa de brillo catódico, zona oscura de Faraday, bola de plasma de brillo de columna positiva y capa de brillo anódico.Entre ellos, la capa catódica luminosa es una fina capa emisora de luz cerca del cátodo, donde se produce la enorme descarga de ondas, que desempeña un papel importante en el proceso de descarga luminosa;la zona oscura de Faraday es la zona de transición entre la zona del cátodo y la zona de la columna positiva.Los electrones chocan en la región del cátodo y pierden energía, y los electrones lentos no son suficientes para provocar ionización y excitación, por lo que presentan una zona oscura que no emite luz;la bola de plasma incandescente en el área de la columna positiva está en la posición más obvia de la descarga incandescente, y su ancho es aproximadamente el cátodo. El espacio entre los ánodos es de aproximadamente 4/5 y la longitud cambia con el cambio del espacio entre el ánodo y el cátodo;En comparación con el área brillante de la columna positiva, la capa luminosa del ánodo emite una luz ligeramente más oscura.
El cátodo caliente, la alta presión del gas y la alta densidad de corriente son las características básicas de la descarga incandescente de cátodo caliente que son diferentes de la descarga incandescente de cátodo frío convencional.Durante la descarga, hay una distribución de la intensidad del brillo, el color y el brillo entre los electrodos, que se dividen en cuatro áreas obvias.La descarga luminosa cubre toda la superficie del cátodo y el voltaje de descarga aumenta con el aumento de la corriente de descarga;la emisión de electrones del cátodo se combina mediante la emisión térmica y el proceso γ, y el grado de polarización entre los dos está determinado principalmente por la temperatura del cátodo;la zona de caída del cátodo es para mantener el brillo. La parte indispensable de la descarga de luz, el espesor de esta área es muy delgada, hay una caída de potencial alta, por lo que la intensidad del campo en esta área es muy alta y genera una descarga de onda enorme. .La densidad de corriente de la descarga incandescente de cátodo caliente es mucho mayor que la de la descarga incandescente de cátodo frío.
2. Parámetros técnicos DCCVD del equipo de deposición química de vapor de plasma CC de cátodo caliente:
Declaración cámara | Capa intermedia de acero inoxidable refrigerada por agua | Diseñe el tamaño de cavidad adecuado según El tamaño del electrodo para garantizar que no haya descarga entre la cavidad. pared y el electrodo |
Camino de cavidad abierta | Levante para abrir la cavidad o abra la puerta en frontal, conveniente para lofting y limpieza | |
Ventana de observación | Configure múltiples ventanas de observación para garantizar que se pueda observar el cátodo, el ánodo y la tabla de deposición | |
Sistema de vacío | Bomba aspiradora | El vacío se bombea mediante una bomba mecánica, no es necesario configurar bomba molecular |
Vacío definitivo | 0,1~1Pa | |
tiempo de bombeo | 5~15 minutos | |
Configuración de ventilación | Garantizar la uniformidad del bombeo. | |
Rango de ajuste de presión de aire | 0,1Pa~30KPa | |
Válvula de escape | Puede ser restaurado a la atmósfera. | |
Indicador de vacio | El vacuómetro de alta precisión mide con precisión el valor de presión de la cavidad | |
Sistema de distribución de gas | Configuración de la fuente de aire | 5 fuentes de gas de hidrógeno, metano, nitrógeno, argón y oxígeno, con uno adicional reservado para respaldo |
Control de flujo de gas | El flujo de volumen está controlado por MFC y un flujo El medidor con un rango adecuado se selecciona según el tamaño de la cavidad. Los diferentes tamaños de flujo afectarán el tiempo de aumento de presión.En general, el caudal de hidrógeno: metano: nitrógeno: argón: oxígeno es 40:1:1:40:1 | |
Ajuste de entrada de aire | Configuración de entrada de aire razonable para garantizar la entrada de aire. uniformidad | |
Sistema de refrigeración por agua | Potencia del enfriador de agua | La potencia de refrigeración y la altura del enfriador de agua deben igualar la generación de calor del equipo y el flujo de agua de refrigeración, y La temperatura debe ser ajustable, generalmente fijada en unos 20°C. |
Válvula | La cámara de deposición, el cátodo y el ánodo, todos Es necesario enfriarlo y es necesario instalar un separador de agua. Las válvulas se colocan en la entrada y salida de cada rama del separador de agua. | |
Temperatura de funcionamiento | La temperatura de trabajo del ánodo es de 600-1100 ℃, la temperatura de trabajo del cátodo es de 700-1100 ℃ | |
Fuerza | Tensión de funcionamiento | 600~1200V, voltaje de salida ajustable |
Corriente de trabajo | 6~15A | |
Sistema de control | 1) flujo de gas control; 2) electrodo control de elevación, visualización en tiempo real de la distancia del cátodo y del ánodo, control precisión 1 mm; 3) Monitoreo y visualización de la temperatura del cátodo, ánodo y sustrato; 4) algunos las funciones se pueden ajustar manualmente, como la presión del aire; 5) Fallo alarma para evitar un mal funcionamiento; | |
Electrode | 1) el ánodo El diámetro es de 60 mm y el material es cobre. 2) el El diámetro del cátodo es de 80 ~ 100 mm y el material es molibdeno.Después Uso a largo plazo, el carbono es fácil de depositar en la superficie del cátodo y la descarga es inestable.Por lo tanto, es necesario diseñarlo como un estructura reemplazable; 3) el La distancia entre el cátodo y el ánodo es ajustable, el rango es de 10 ~ 60 mm, la distancia se muestra en tiempo real y la precisión del ajuste es de 1 mm; 4) Los bordes del cátodo y del ánodo pueden redondearse para evitar la descarga de los bordes; 5) El ánodo puede tener una polarización negativa y el rango de voltaje de polarización es de 0 a 400 V; 6) El borde del electrodo está aislado para evitar descargas en los bordes; | |
