Ø150 мм
Диаметр рабочей трубы реактора
Реализованный инженерный проект
MOCVD-установка для осаждения MoS₂
Специализированная установка для получения дисульфида молибдена и проведения экспериментальных исследований процессов осаждения слоёв в системах Mo(CO)₆–H₂S и Mo(CO)₆–C₂H₆S₂. Проект объединил вакуумную систему, семь линий подачи газа, испарители-барботеры, ВЧ-нагрев подложки и автоматизированный механизм её загрузки в реактор.
Ключевые параметры установки
Конфигурация разработана для работы с одной подложкой диаметром до 50 мм с контролируемой газовой средой, вакуумом и температурой.
7 линий
Независимая подача технологических газов
Ø50 мм
Диаметр обрабатываемой подложки
1100 °C
Максимальная температура нагрева
Задача проекта
Экспериментальное получение MoS₂
Установка предназначена для получения дисульфида молибдена и исследования основных физико-химических закономерностей процессов осаждения слоёв при использовании различных технологических газовых систем.
Двумерный MoS₂ рассматривается как материал для применения в твердотельной электронике, включая диоды, транзисторы, фотодетекторы, светодиоды, элементы солнечной энергетики и устройства флеш-памяти.
Что требовалось обеспечить
- Контролируемую подачу нескольких технологических газов.
- Раздельный ввод прекурсоров в реакционную зону.
- Стабилизацию давления в реакторе.
- Нагрев подложки до 1100 °C.
- Автоматизированную загрузку и вращение подложкодержателя.
- Вакуумную и водоохлаждаемую инфраструктуру установки.
Состав инженерного решения
Установка объединяет реакционный, газовый, вакуумный, нагревательный и механический контуры в единой системе.
01
Водоохлаждаемый реактор
Рабочая труба диаметром 150 мм. Раздельная подача Mo(CO)₆ и H₂S выполняется через водоохлаждаемый распределительный блок типа «душ».
02
Семь газовых линий
Каждая входная линия имеет индивидуальный контроль потока. Газовый тракт обеспечивает управление технологическими потоками в процессе осаждения.
03
Испарители-барботеры
В состав установки входят охлаждаемый испаритель-барботер для подачи Mo(CO)₆ и отдельный охлаждаемый испаритель для подачи диэтилсульфида.
04
Вакуум и давление
Термопарный и ёмкостной датчики, автоматический дроссельный клапан, химически стойкий сухой вакуумный насос и система фильтрации.
05
Загрузка подложки
Автоматизированный линейный манипулятор перемещает подложкодержатель в зону нагрева и обеспечивает его постоянное вращение в диапазоне 0–30 об/мин.
06
ВЧ-нагрев
Графитовый подложкодержатель нагревается ВЧ-генератором с водоохлаждаемым индуктором. Температура контролируется пирометром с обратной связью.
Основные технические характеристики
| Рабочая труба реактора | Ø150 мм × ~300 мм |
|---|---|
| Диаметр обрабатываемых пластин | Ø50 мм |
| Количество пластин в одном процессе | 1 |
| Количество линий подачи газа | 7 шт. |
| Скорость натекания по гелию в блоке управления вакуумом | не более 1 × 10−8 мбар·л/с |
| Предельное остаточное давление в реакторе | не более 5 × 10−2 мбар |
| Максимальная температура нагрева | 1100 °C |
| Вращение подложкодержателя | 0–30 об/мин |
| Управление | ручное клапанами и полуавтоматическое потоками газов и давлением |
От концепции до запуска установки
Проект включал конструкторскую проработку, инженерные расчёты, изготовление, сборку, испытания и пусконаладку оборудования.
Проектирование и расчёты
- Разработка концепции и эскизов реактора.
- Согласование конструкции с заказчиком.
- Создание модели реактора в SolidWorks.
- Моделирование тепловой нагрузки.
- Расчёт расхода охлаждающей воды.
- Расчёт необходимой мощности ВЧ-генератора.
- Разработка чертежей деталей и вспомогательных компонентов.
Изготовление и сборка
- Сборка установки и её основных подсистем.
- Подключение газовых, вакуумных и охлаждающих линий.
- Интеграция системы загрузки подложек.
- Интеграция ВЧ-нагрева и температурного контроля.
Испытания и пусконаладка
- Контроль герметичности газовых линий и реактора.
- Проверка натекания в вакуумной системе.
- Испытание водоохлаждения на отсутствие протечек.
- Проверка подачи газов и регулирования давления.
- Испытание механизма загрузки подложки.
- Проверка блока ВЧ-нагрева.
- Пусконаладка и эксплуатационные испытания на площадке заказчика.
Установка после изготовления и сборки
Общий вид реализованной системы и отдельный ракурс реакционной зоны установки.
Комплексная реализация проекта
Инженерная система разработана под конкретный технологический процесс
В рамках проекта ГК «Криосистемы» выполнила разработку концепции и конструкторской документации, инженерные расчёты, изготовление, сборку и комплексную проверку установки. После окончательной настройки оборудование было подготовлено к отгрузке, а пусконаладочные работы и испытания предусмотрены на площадке заказчика.
Нужна установка под Ваш технологический процесс?
Передайте техническое задание или исходные параметры процесса. Специалисты ГК «Криосистемы» оценят требования к вакууму, газовым линиям, нагреву, охлаждению и автоматизации и предложат инженерную конфигурацию оборудования.
Актуальные предложения и ключевые направления
