Какие процессы ведут в трубчатой печи
| Процесс | Среда | Пример |
|---|---|---|
| Отжиг без окисления | аргон, азот, вакуум | металлические образцы, проволока, фольга |
| Синтез и прокалка прекурсоров | воздух, инертный или реакционный газ | порошки оксидов, катодные материалы |
| Спекание небольших образцов | вакуум или газ | таблетки, керамические заготовки |
| Химическое осаждение из газовой фазы (CVD) | газ-носитель и прекурсор | плёнки, покрытия, наноструктуры |
| Диффузия и отжиг пластин | инертный газ | полупроводниковые образцы |
Порядок работы с трубчатой печью: воздух убирают до нагрева, образец остывает в защитном газе.
Кварц или корунд
Кварцевая труба прозрачна, хорошо переносит перепады температуры и удобна до 1200 °C. Выше кварц размягчается, поэтому для печей на 1400–1700 °C берут корундовую трубу. Корунд выдерживает высокую температуру, но боится термоудара: его греют и остужают медленно, а горячую трубу не обдувают холодным газом.
Равномерно прогретый участок короче зоны нагрева: при зоне 420 мм постоянная температура держится примерно на 210–280 мм. Образец ставят в центр, лодочку — на подставку, чтобы она не касалась холодной части трубы.
Подготовка и продувка
Как устроена CVD-установка
CVD-установка — это трубчатая печь, к которой добавлены газовая стойка и вакуумный тракт. Газы подаются по отдельным линиям через регуляторы массового расхода, смешиваются и проходят через горячую зону, где прекурсор разлагается и оседает на подложке. Вакуумный насос и затвор поддерживают давление в системе, а контроллер одновременно ведёт нагрев и расход газов.
| Узел CVD | Что даёт |
|---|---|
| Регуляторы массового расхода | точное соотношение газов от процесса к процессу |
| Вакуумный тракт на соединениях KF | быстрая сборка и рабочее давление в трубе |
| Одна или две зоны нагрева | градиент температуры или длинная ровная зона |
Что продлевает жизнь трубе и фланцам
- Не превышать предел материала трубы и скорость нагрева, рекомендованную для корунда.
- Не открывать фланцы и не подавать холодный газ, пока труба горячая.
- Следить за уплотнительными кольцами и менять их при потере эластичности.
- Горючие и токсичные газы подключать только по согласованной схеме с датчиками и вытяжкой.
| Температура | до 1200 °C |
| Труба | Ø50–100 мм |
Особенности
- Зона 420 мм
- Раскрывающийся корпус
- Одна или две зоны
| Температура | до 1200 °C |
| Труба | Ø40–100 мм |
Особенности
- Зоны 205–440 мм
- Насос в комплекте
- Щипцы и перчатки
| Температура | до 1600 °C |
| Труба | Ø50–100 мм |
Особенности
- Нагреватели MoSi2
- Зона 260 или 600 мм
- Корундовая труба
| Температура | до 1200 °C |
| Газовые линии | 3 |
Особенности
- CVD-установка
- Регуляторы расхода
- Вакуумный тракт KF