KINTEK · MPCVD DIAMOND SYSTEM
915MHz MPCVD 다이아몬드 합성 장비
Model: MP-CVD-101 (SL901A) | Microwave Plasma CVD System | SGS · ISO · CE · CNAS
915MHz 마이크로파 플라즈마 화학 기상 증착(MPCVD) 방식을 활용한 차세대 다이아몬드 합성 장비입니다. 정밀한 마이크로파 출력 및 반응 온도 제어, 최적화된 반응 챔버 설계로 안정적인 플라즈마 방전을 구현하여 고품질 대형 단결정·다결정 다이아몬드를 생산할 수 있으며, 반도체용 대구경 기판, 광학 윈도우, 보석용 다이아몬드 등 다양한 분야에 활용됩니다.
제품 개요
915MHz MPCVD 다이아몬드 합성 장비는 마이크로파 플라즈마 화학 기상 증착 기술을 통해 고순도 인공 다이아몬드를 합성하는 첨단 장비로, 기존 방식 대비 10~100배 빠른 결정 성장 속도와 한 배치당 더 큰 생산 용량을 제공합니다. 다결정 다이아몬드는 최대 8인치, 단결정 유효 성장 영역은 최대 5인치까지 가능하며, 천연 다이아몬드 Type II를 능가하는 Type IIa 등급의 순도와 함께 화이트·옐로·핑크·블루 등 다양한 컬러 다이아몬드를 생산할 수 있습니다. 메탄(CH₄)과 수소(H₂) 가스를 활용한 다이아몬드 시드 기판 위 성장 방식으로, 플라즈마 볼이 챔버 벽에 닿지 않아 불순물 없는 고품질 결정 성장이 가능합니다.
주요 특징
고속 결정 성장 & 대량 생산
최고 등급의 다이아몬드 품질
다양한 컬러 다이아몬드 생산
정밀 플라즈마 제어 시스템
고진공 반응 챔버
정밀 가스 공급 시스템
3-Way 수냉 시스템 & PLC 자동 제어
기술 사양
항목
사양
제품명
915MHz MPCVD 다이아몬드 합성 장비 (마이크로파 플라즈마 CVD)
모델
MP-CVD-101 (Equipment 모델: SL901A)
마이크로파 주파수
915 ± 15 MHz
출력 전력
3 ~ 75 kW (연속 가변)
정상파비 (VSWR)
≤ 1.5
마이크로파 누설
< 2 mW/cm²
진공 누설률
< 5 × 10⁻⁹ Pa·m³/s
극한 진공 압력
< 0.7 Pa (수입 Pirani 진공 게이지 포함)
압력 상승 (12시간 유지)
≤ 50 Pa
반응 챔버 모드
TM021 또는 TM023 모드 (수냉식 원통형 캐비티)
최대 캐비티 출력
75 kW
관찰 포트
8개 (수평 균등 배치)
샘플 스테이지 직경
≥ 200 mm
단결정 유효 성장 영역
≥ 130 mm (최대 5인치)
다결정 유효 성장 영역
≥ 200 mm (최대 8인치)
기판 플랫폼 냉각
수냉식 샌드위치 구조 (수직 상하 이동)
가스 공급
5~7 채널 (풀메탈 용접 가스 플레이트, VCR 커넥터, 상부 샤워헤드 인입)
냉각 시스템
3-Way 수냉 (실시간 온도·유량 모니터링)
냉각수 유량 / 압력
120 L/min / < 4 kg/cm²
입수 온도
20 ~ 25 °C
기판 온도 측정
외부 적외선 온도계 (300 ~ 1,400 °C)
제어 시스템
PLC 자동 제어 (Siemens + Schneider)
인증
SGS · ISO · CE · CNAS
실제 다이아몬드 성장 장면
▲ 다이아몬드 시드 기판 위에서 진행되는 다이아몬드 결정 성장 장면 (플라즈마 볼이 기판을 가열하며 챔버 벽과 비접촉 상태 유지)
다이아몬드 성장 능력
최대 다결정 면적
최대 8인치 다결정 다이아몬드 필름 성장이 가능하여 대구경 반도체 기판, 광학 윈도우 제작에 활용됩니다.
최대 단결정 영역
최대 5인치 단결정 다이아몬드 유효 성장 영역으로, 보석급 대형 다이아몬드 합성에 적합합니다.
결정 순도 등급
천연 다이아몬드 Type II를 능가하는 Type IIa 등급으로 100% 카본의 최고 순도를 자랑합니다.
컬러 다양성
화이트, 옐로, 핑크, 블루 등 다양한 컬러의 합성 다이아몬드 생산을 지원합니다.
적용 분야
보석용 다이아몬드
고품질·대형 합성 다이아몬드 제조의 핵심 장비로, 주얼리 산업의 인공 다이아몬드 생산에 활용됩니다.
반도체 기판
대구경 다이아몬드 기판은 차세대 반도체 산업의 고열전도·고내전압 기판 소재로 사용됩니다.
절삭 공구 및 산업용 코팅
절삭 공구, 드릴 비트 등 극한의 경도와 내구성이 요구되는 산업용 코팅에 활용됩니다.
광전자 디바이스
고출력 레이저, 광검출기 등 고열전도·저열팽창 특성이 필수적인 광학 윈도우와 기판 제작에 적용됩니다.
의료 임플란트 코팅
인공 관절, 치과 임플란트 등 생체 적합성과 내구성이 요구되는 의료 디바이스 코팅에 사용됩니다.
고품질 그래핀 성장
저온 환경에서 마이크로파 플라즈마를 활용한 고품질 그래핀 성장 등 첨단 소재 연구에 활용됩니다.
시스템 구성 (Equipment Key Part List · SL901A)
No.
모듈명
사양 / 브랜드
1
마이크로파 전원 공급기
국산 마그네트론 (Yingjie Electric) 표준 / 국산 솔리드 스테이트 (Watson, +옵션) / 수입 마그네트론 (MKS, +옵션)
2
웨이브가이드 · 3핀 튜너 · 모드 컨버터 · 상부 공진기
자체 제작 (Self-made)
3
진공 반응 챔버 (상부/하부 챔버, 커넥터)
자체 제작 (Self-made)
4
적외선 온도계 · 광학 변위 부품 · 브래킷
Fuji Gold · Siemens · Schneider
5
수냉 스테이지 구동 부품 (실린더, 워크피스 등)
—
6
세라믹 박막 진공 게이지 · Pirani 진공 게이지
Inficon
7
진공 밸브 부품 (UHV 게이트 밸브, 정밀 공압 밸브 ×2, 전자 진공 차징 밸브)
Fujikin · Zhongke · Himat
8
진공 펌프 및 연결 배관, 티, KF25 벨로즈 ×2, 어댑터
Pump: Flyover 16L
9
메탈 마이크로파 실링 링 ×2 · 진공 실링 링 ×1 · 쿼츠 플레이트
Quartz: Shanghai Feilihua 반도체급 고순도 쿼츠
10
순환수 부품 (조인트, 다이버터 블록, 유량 검출기)
Japan SMC / CKD
11
공압 부품 (CKD 필터, Airtac 다중 솔레노이드 밸브, 배관/어댑터)
CKD · Airtac
12
가스 커넥터 · EP 가스 파이프 · VCR 커넥터 · 필터 (0.0023 μm ×1, 10 μm ×2)
Fujikin
13
기계 케이싱 · 스테인리스 테이블 · 유니버설 휠 · 받침대 · 브래킷 패스너
맞춤 가공
14
가스 유량계 ×6 (압력 제어 1개 포함)
표준: Seven-Star / 옵션: Fuji Gold, Alicat
15
가스 플레이트 가공 (5웨이 가스, 필터 ×5, 공압 밸브 ×5, 수동 밸브 ×6, 배관 용접)
Fuji Gold
16
PLC 자동 제어
Siemens · Schneider
17
몰리브덴 스테이지
—
자주 묻는 질문 (FAQ)
Q. MPCVD란 무엇인가요?
MPCVD는 Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition(마이크로파 플라즈마 화학 기상 증착)의 약자로, 표면에 박막을 증착하는 공정입니다. 진공 챔버, 마이크로파 발진기, 가스 공급 시스템을 활용하여 반응 가스와 촉매로 구성된 플라즈마를 생성합니다. 메탄과 수소를 사용하여 다이아몬드 시드 기판 위에 새로운 다이아몬드 층을 성장시키는 방식으로, 저비용·고품질 대구경 다이아몬드 생산을 가능하게 하며 반도체 및 다이아몬드 절삭 산업에서 널리 활용되고 있습니다.
Q. MPCVD 장비는 어떤 원리로 작동하나요?
MPCVD 장비는 고품질 다이아몬드 필름을 성장시키는 실험실용 장비로, 탄소 함유 가스와 마이크로파 플라즈마를 사용하여 다이아몬드 기판 위에 플라즈마 볼을 형성하고 특정 온도까지 가열합니다. 핵심은 플라즈마 볼이 챔버 벽에 닿지 않는다는 점인데, 이로 인해 다이아몬드 성장 과정에 불순물이 유입되지 않아 결정 품질이 향상됩니다. 시스템은 진공 챔버, 마이크로파 발진기, 가스 유량 제어 공급 시스템으로 구성됩니다.
Q. MPCVD 방식의 장점은 무엇인가요?
다른 다이아몬드 합성 방식 대비 더 높은 순도, 낮은 에너지 소비, 그리고 더 큰 다이아몬드를 생산할 수 있는 능력 등 여러 우수한 장점을 제공합니다.
Q. CVD 다이아몬드는 진짜 다이아몬드인가요?
CVD 다이아몬드는 가짜가 아닌 진짜 다이아몬드입니다. 천연 다이아몬드가 지각에서 채굴되는 것과 달리, CVD 다이아몬드는 첨단 기술을 통해 실험실에서 합성됩니다. 100% 카본으로 구성된 가장 순수한 형태의 다이아몬드(Type IIa)이며, 천연 다이아몬드와 동일한 광학·열·물리·화학적 특성을 보유합니다. 차이점은 단지 "채굴"이 아닌 "실험실 합성"이라는 제조 방식뿐입니다.
Q. 본 장비로 어떤 사이즈의 다이아몬드를 합성할 수 있나요?
915MHz MPCVD 장비는 다결정 다이아몬드 필름의 경우 최대 8인치, 단결정 다이아몬드의 경우 최대 5인치까지 유효 성장 영역을 제공합니다. 이는 대구경 반도체 기판, 광학 윈도우, 보석급 대형 다이아몬드 생산에 적합한 사양입니다.