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應(yīng)用案例?

質(zhì)量流量控制器 | 實(shí)驗(yàn)室培育鉆石
采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)（CVD)

良好的可靠性和重復(fù)性是Bronkhorst質(zhì)量流量控制器和壓力控制器的主要特性，適用于使用化學(xué)氣相沉積制造合成實(shí)驗(yàn)室培育鉆石。畢竟，培育單批閃亮鉆石需要長(zhǎng)達(dá)300到600小時(shí)，整個(gè)過(guò)程需要保持相同的工藝條件以便獲得恒定品質(zhì)的鉆石。
傳統(tǒng)鉆石形成于我們腳下深處的地幔中。經(jīng)過(guò)數(shù)百萬(wàn)年的時(shí)間，在高溫和極端壓力下，碳原子被致密化成特有的金剛石晶體結(jié)構(gòu)。火山噴發(fā)將它們席卷到地球表面，準(zhǔn)備好被開(kāi)采。這就是珍貴寶石們相當(dāng)長(zhǎng)久的旅程…

近幾十年，天然鉆石迎來(lái)了從氣相合成中生長(zhǎng)出來(lái)的合成鉆石。使用微波等離子體化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)制造的實(shí)驗(yàn)室合成鉆石越來(lái)越受到關(guān)注。主要用于制作珠寶首飾，也用于工業(yè)切割和拋光目的，未來(lái)或用于半導(dǎo)體晶圓制作。

Bronkhorst多年來(lái)一直與該領(lǐng)域機(jī)械和系統(tǒng)制造公司合作，為生長(zhǎng)高質(zhì)量的CVD鉆石提供質(zhì)量流量控制器和壓力控制器。

應(yīng)用要求

為制造實(shí)驗(yàn)室培育鉆石，氣態(tài)反應(yīng)物（如甲烷和氫氣）被送入低壓反應(yīng)器。微波輻射將這些氣體轉(zhuǎn)化為反應(yīng)性化合物（等離子體），化合物沉積在反應(yīng)器中微小鉆石種子晶體上。沉積物遵循晶種的結(jié)構(gòu)，逐層形成更大的鉆石。過(guò)程通常需要300到600小時(shí)-相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，但比天然鉆石的情況要短得多。經(jīng)過(guò)切割和拋光后，實(shí)驗(yàn)室培育鉆石具有與天然鉆石相同的物理、化學(xué)和光學(xué)特性。

對(duì)于批次CVD工藝，需要恒定的低壓力（高真空）。此外，在整個(gè)過(guò)程中，氣態(tài)反應(yīng)物需要以相同的恒定流量供應(yīng)到反應(yīng)器。

重要議題

  • 質(zhì)量流量控制器和壓力控制器具有良好的可靠性和重復(fù)性
  • 在長(zhǎng)時(shí)間的制造過(guò)程中，鉆石保持如一的良好質(zhì)量
  • 了解CVD過(guò)程

工藝方案

Bronkhorst EL-PRESS數(shù)字電子背壓控制器用于確保等離子體室內(nèi)所需的低壓恒定值。 EL-FLOW Select 熱式質(zhì)量流量控制器用于準(zhǔn)確控制供應(yīng)到反應(yīng)器的氣體流量。甲烷（CH4）、氫氣（H2）作為前驅(qū)體供應(yīng)到反應(yīng)室用于促進(jìn)金剛石的形成。根據(jù)客戶需求，可提供額外的氣體，如氮?dú)猓∟2）、氬氣（Ar）和氧氣（O2）。氫氣的典型流量為小流量（約1000 ml/min），甲烷和其他氣體的流量也很小。Bronkhorst儀表可準(zhǔn)確控制 3 ml/min 或更小流量。

通過(guò)拜訪相關(guān)系統(tǒng)集成商并了解其需求，Bronkhorst可提供多種解決方案，以獲得無(wú)泄漏的準(zhǔn)確流量控制和穩(wěn)定的壓力控制，確保高質(zhì)量的鉆石?；诳蛻粜枨?，可提供獨(dú)立的（1或2臺(tái)）EL-PRESS壓力控制器和（3至5臺(tái)）EL-FLOW Select熱式質(zhì)量流量控制器的各種組合。Bronkhorst提供各種通信協(xié)議，例如Modbus、Flowbus 或 Profibus。

在該低壓應(yīng)用中，一大優(yōu)勢(shì)是儀表能執(zhí)行控制操作，不會(huì)出現(xiàn)泄漏，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定和準(zhǔn)確的過(guò)程條件。
作為一種經(jīng)濟(jì)型的解決方案，為滿足客戶在空間效率方面的需求，Bronkhorst可提供FLOW-SMS設(shè)置。此類(lèi)緊湊的表面貼裝子系統(tǒng)將質(zhì)量流量或壓力傳感器模塊與（控制）閥或其他功能附件相結(jié)合，根據(jù)客戶需求安裝在導(dǎo)軌系統(tǒng)上。MANI-FLOW系列可滿足同樣的客戶需求，安裝在緊湊的模塊上。

結(jié)合對(duì)CVD工藝和市場(chǎng)需求的理解，Bronkhorst可為客戶提供可靠的解決方案。歡迎CVD金剛石系統(tǒng)制造商隨時(shí)與我們聯(lián)系。