揭秘遠程微波PECVD系統(tǒng)

Nano-Master的遠程微波等離子體化學氣相沉積（PECVD）系統(tǒng)應用范圍廣泛，包含：

• 基片或粉體的等離子誘導表面改性

• 等離子清洗

• 粉體或顆粒表面等離子聚合

• SiO2,Si3N4或DLC及其他薄膜

• CNT和石墨烯的選擇性生長

• 單晶或多晶金剛石生長

微波模塊：NANO-MASTER獨J專利技術(shù)的高質(zhì)量長壽命遠程微波源，頻率為2.45GH，微波發(fā)射功率可以自主調(diào)節(jié)，微波反射功率可通過調(diào)節(jié)降低至發(fā)射功率的千分之一以內(nèi)。遠程微波源，可實現(xiàn)無損傷缺陷的沉積或生長。

設(shè)備腔體：水冷側(cè)壁，確保在高溫工藝下腔體外表面溫度控制在60℃內(nèi)；在高溫工藝進行過程中，等離子體被束縛在有限的體積內(nèi)，不會對腔體造成刻蝕。

樣品臺：可自動加熱到最高1200℃，PID精確控制，精度±1℃，跟微波電源的加熱獨立。高溫工藝下可持續(xù)旋轉(zhuǎn)，主動冷卻。具有自動升降功能，可針對自動Load Unload下降樣品臺便于片托自動取出。

溫度模塊：通過系統(tǒng)參數(shù)實現(xiàn)襯底溫度精確控制,在穩(wěn)定的工藝過程中溫度浮動不超過±10℃。利用雙波長高溫計實現(xiàn)對襯底的非接觸式溫度測量；樣品臺內(nèi)部通過熱電偶測量。

氣體控制：根據(jù)需求最多可配置8路工藝氣體，配備吹掃氣路，利用氮氣或是氬氣對管路吹掃。淋浴頭和氣體環(huán)均勻設(shè)計，使得氣體在高溫工作狀態(tài)下成分均一，流速穩(wěn)定，不會對襯底造成擾動。

真空模塊：腔室的極限真空度可達1*10-5Pa

樣品傳送模塊：系統(tǒng)可以支持自動Load Lock實現(xiàn)計算機控制的自動進樣和出片

控制模塊：配備計算機控制系統(tǒng)，詳細記錄工藝過程中各項參數(shù)。具備安全互鎖功能及4級密碼授權(quán)訪問控制。

                 金剛石膜                          較大微晶金剛石膜                        精細紋理納米結(jié)晶金剛石膜

                                                             SEM圖像                                            SEM圖像

以遠程微波PECVD系統(tǒng)沉積金剛石薄膜為例，從甲烷、氫氣或氬氣的氣體混合物中將多晶金剛石薄膜沉積到襯底上。沉積過程中的基片溫度通常為800~900°C，通過雙波長高溫計測量。甲烷、氫氣和氬氣的濃度、功率和壓力值可以改變，以產(chǎn)生各種金剛石膜紋理。因金剛石的許多特性：如化學惰性和穩(wěn)定性，高導熱性，高聲速，高斷裂強度，疏水性，耐磨性，生物惰性，其表面可功能化，并涂覆保形性等，使其成為許多應用的獨特選擇。應用包括MEMS/NEMS器件、摩擦學（機械和生物部件涂層）、熱（散熱器/擴散器）、切割工具、輻射傳感器（電離輻射探測器/劑量計）、電化學應用（生化傳感器）、光學（紅外窗口、透鏡、X射線窗口）和離子束剝離箔。

NPC-3500型微波等離子去膠機

微波等離子去膠機工作原理：

為了產(chǎn)生等離子，系統(tǒng)使用遠程微波源。氧在真空環(huán)境下受高頻及微波能量作用，電離產(chǎn)生具有強氧化能力的游離態(tài)氧原子，它在高頻電壓作用下與光刻膠薄膜反應，反應后生成的 CO2 和 H2O 通過真空系統(tǒng)被抽走。CF4 氣體可以達到更快速的去膠速率，尤其對于難以去除的光刻膠也具備出色的去除能力。

在微波等離子體氛圍中，活性氣體被等離子化，將跟光刻膠產(chǎn)生化學反應，反應生產(chǎn)的化合物通過真空泵被快速抽走，可以達到高效的去膠效果。該去膠機微波源為遠程微波源，轟擊性的離子將被過濾掉之后微波等離子進入到工藝腔室參與反應，因此可以實現(xiàn)無損的去膠。

微波等離子去膠機主要用途：

• MEMS壓力傳感器加工工藝中光刻膠批量處理；

• 去除有機或無機物，而無殘留；

• 去膠渣、深刻蝕應用；

• 半導體晶圓制造中光刻膠及SU8工藝；

• 平板顯示生產(chǎn)中等離子體預處理；

• 太陽能電池生產(chǎn)中邊緣絕緣和制絨；

• 先進晶片(芯片)封裝中的襯底清潔和預處理；

NANO-MASTER微波等離子去膠機系統(tǒng)優(yōu)勢：

1）Downstream結(jié)構(gòu)，等離子分布均勻；

2）遠程微波，無損傷；

3）遠程微波，支持金屬材質(zhì)；

4）批處理，一次可支持1-25片；

5）微波等離子，可以深入1um以內(nèi)的孔隙進行清洗；

6）光刻膠去除的方式為化學方式，而非物理轟擊，可實現(xiàn)等離子360度全方位的分布；

7）旋轉(zhuǎn)樣品臺，進一步提高去膠的均勻性。

8) 腔體內(nèi)無電極，更高潔凈度；

9）微波波段無紫外排放，操作更安全；

10）高電子密度，去膠效率高。

NANO-MASTER的微波PECVD系統(tǒng)產(chǎn)品應用于中科院深圳先進技術(shù)研究院，該系統(tǒng)即將配套遠程微波等離子源，帶直流偏壓，支持高達900度的樣品臺加熱，提供精確的控溫，該系統(tǒng)可以支持石墨烯和CNT碳納米管陣列。
 
根據(jù)客戶要求，配套的遠程微波源將真正實現(xiàn)對所沉積薄膜的無損傷。高溫可以支持碳類薄膜的應用，在等離子作用下，實際的應用溫度將得以大大降低。系統(tǒng)將采用計算機全自動的工藝控制，配套的軟件將方便用戶實現(xiàn)高重復性地沉積應用。該系統(tǒng)所采用的緊湊設(shè)計，將大大節(jié)省實驗室的空間，并可以支持百級的超凈間使用。

In order to make the most effective use of your thin film deposition system; it is necessary to understand some of the basic parameters involved in creating thin films using the plasma source. Plasma deposition systems typically consist of a parallel plate configuration where the upper electrode is RF and the lower electrode is ground. Gas comes through the showerhead. In such configuration activating two species with substantially different activation energy is difficult, and both stoichiometry and thickness can not be uniform over large substrate areas. Here the secondary gas input line allows difficult to activate species to enter plasma from the source and easier to activate species are provided at a through the primary line of the source. Then best uniformity can be achieved by optimizing flows at different pressures.
 
It is imperative that a deep base pressure be achieved in order to get the adhesion and cleanliness necessary for high quality thin film deposition.  The lowest RF power at which discharge can be initiated depends on the type of gas used; however typically these pressures are around 0.1 Torr. RF power can be increased when auto tuning is capable of real time tuning with reflected powers in the range of 1% of total. At high powers, the plasma may display instabilities, which may be removed by increasing pressure. At lower pressures more uniform and diffused plasma can be obtained at lower power levels. Typical operational pressure range is 0.1 to 1 Torr, 100-200W. Below is a graph of the operating power limits for the plasma source. Any values in the shaded region should produce consistent plasma.
 
 
Uniformity of the deposition would be function of the flow rates, substrate temperature and the spacing between the electrodes. The substrate can be heated to a maximum 400C.
 
Biasing the platen can control ion acceleration energy through the plasma sheet. Plasma potential can also be affected by controlling electron loss through the plasma. Therefore, through biasing and heating, denser and harder films can be produced.

2008年將該系統(tǒng)用于北京奧運會賽事直播演示！

2009年進行了5.8 km 的遠距離傳輸實驗，還進行了雨衰統(tǒng)計實驗！

2010年使用天線極化復用技術(shù)實現(xiàn)雙向10 Gbps 或單向20 Gbps 傳輸速率！

2012年在前面極化復用的模式變化器基礎(chǔ)上進行了改進，實現(xiàn)了雙向10 Gbps 與10 GbE 的無縫連接！

對，你沒看錯，圖上這個系統(tǒng)就是NTT 公司利用0.12 THz 系統(tǒng)做的各種通信系統(tǒng)實物與實驗場景。

首先，在2004 年~2006 年期間，NTT 公司采用基于UTC-PD 的光電變換太赫茲源和光學MZM 調(diào)制的發(fā)射機，以及肖特基二極管檢測接收機研制了0.125 THz 通信系統(tǒng)，如下圖(a),(b)所示：

在上圖(a)中使用62.5 GHz 信號調(diào)制光波，通過平面分波電路產(chǎn)生相隔0.125 THz 光信號，此光信號受發(fā)射數(shù)據(jù)(數(shù)據(jù)先由光信號轉(zhuǎn)換為電信號)的調(diào)制，然后進入UTC-PD 進行光電轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生0.125 THz 的調(diào)制波，經(jīng)過放大后饋入天線發(fā)射；接收端經(jīng)天線后進入低噪放、檢波器變成基帶信號，經(jīng)過放大、時鐘數(shù)據(jù)恢復、電-光轉(zhuǎn)換成光信號數(shù)據(jù)輸出，如上圖(b)所示。

其次，該系統(tǒng)進行了10 Gbps,300 m~800 m 的傳輸實驗，成為國際太赫茲通信的標志性成果。隨著InP HEMT TMIC 技術(shù)的發(fā)展，NTT 公司研究了全電子學0.12 THz 發(fā)射機代替了原來的光電變換發(fā)射機，如上圖(c)所示，15.625 GHz信號經(jīng)8 倍頻至0.125 THz，而輸入的光信號數(shù)據(jù)經(jīng)光-電轉(zhuǎn)換為電信號數(shù)據(jù)后對0.125 THz 載波進行ASK 調(diào)制，然后經(jīng)過二級放大器放大后(40 mW)輸出至天線。接收端仍然采用肖特基二極管檢測技術(shù)來實現(xiàn)。上圖(d)：表格列出了光電結(jié)合和全電子2 種技術(shù)的比較，顯然全電子技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢。

因此，該模塊因其優(yōu)越的性能，一經(jīng)推出就收到了市場的一致好評。

UTC-PD（Uni-Traveling-Carrier Photodiode，單行載流子光電二極管）是NTT公司推出的太赫茲混頻器，采用行業(yè)應用Z優(yōu)的技術(shù)產(chǎn)生太赫茲輻射，兩束波長不同的激光拍頻到UTC-PD中，形成頻率在75GHz-2.5THz范圍內(nèi)的太赫茲輻射。其結(jié)構(gòu)特點是由p型中性光吸收層和n型寬帶隙集結(jié)層構(gòu)成，并且只用電子作為有源載流子。由于電子漂移速度遠高于空穴，因此需要更強的入射激光激發(fā)產(chǎn)生更大量的電子才能引起電子的囤積，所以與PIN-PD相比，UTC-PD有效地YZ了空間電荷效應,使得輸出信號下降沿更為迅速，這就極大程度上提升了探測器的響應速度。NTT公司共有兩種UTC-PD光混頻模塊可供選擇：波導耦合式，適用于THz通訊；集成天線式，適用于THz光譜及成像。

產(chǎn)品特點

? 與傳統(tǒng)高速PIN-PD 相比，UTC-PD 的響應速度更快

?  GX率CW THz發(fā)生器

?  波導耦合式光電混頻器，W、F、D、J波段可選

?  集成天線式光電混頻器，bow-tie、log-periodic天線可選

產(chǎn)品參數(shù)

下圖為波導式UTC-PD和集成天線式UTC-PD的示意圖

微波水分檢測儀微波頻率是多少？

害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)也叫托普植保信息化監(jiān)控預警系統(tǒng)，是托普云農(nóng)自主研發(fā)的一套四情監(jiān)測設(shè)備，該設(shè)備由遠程拍照式蟲情測報燈、遠程拍照式孢子捕捉儀、無線遠程拍照式孢子捕捉儀、無線遠程自動氣象站、遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成，可廣泛用于農(nóng)業(yè)害蟲、林業(yè)害蟲、倉儲害蟲等監(jiān)測領(lǐng)域。

眾所周知，在農(nóng)林業(yè)種植上，一些病蟲害的發(fā)生總是無法避免，雖然預防方法多種多樣，但嘗嘗因為不科學的做法而收效甚微。而害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)由遠程拍照式蟲情測報燈、遠程拍照式孢子捕捉儀、無線遠程拍照式孢子捕捉儀、無線遠程自動氣象站、遠程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成，可自動完成蟲情信息、病菌孢子、農(nóng)林氣象信息的圖像及數(shù)據(jù)采集，并自動上傳至云服務(wù)器；遠程無線傳輸、實時顯示、存儲蟲情、病菌孢子圖像；通過圖像信息庫及技術(shù)分析功能，分析田間的病蟲害數(shù)量變化，預測病蟲害的發(fā)生時間和趨勢；用戶可通過云平臺或手機APP實時查看數(shù)據(jù)，遠程管理設(shè)備，實現(xiàn)信息化管理，達到省、市、縣、鄉(xiāng)各級信息采集站無線傳輸，運程控制，信息數(shù)據(jù)共享，從而提高相關(guān)部門的病蟲害監(jiān)測防控能力。

害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)|托普植保信息化監(jiān)控預警系統(tǒng)流程圖：

害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)|托普植保信息化監(jiān)控預警系統(tǒng)云平臺：
1、隨時隨地查看園區(qū)數(shù)據(jù)
園區(qū)三維圖綜合管理，所有監(jiān)控點直觀顯示，監(jiān)測數(shù)據(jù)一目了然。
土壤數(shù)據(jù)：土壤溫度、土壤水分、土壤鹽分，土壤PH值等；
氣象數(shù)據(jù)：空氣溫度、空氣濕度、光照強度、降雨量、風速、風向、二氧化碳濃度等；
蟲情數(shù)據(jù)：蟲情照片、統(tǒng)計計數(shù)等。
植物本體數(shù)據(jù)：果實膨大、莖稈微變化、葉片溫度等；

2、隨時隨地查看園區(qū)病蟲害情況
       系統(tǒng)通過搭建在田間的智能蟲情監(jiān)測設(shè)備，可以無公害誘捕殺蟲，綠色環(huán)保，同時利用GPRS/3G移動無線網(wǎng)路，定時采集現(xiàn)場圖像，自動上傳到遠端的物聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控服務(wù)平臺，工作人員可隨時遠程了解田間蟲情情況與變化，制定FZ措施。通過系統(tǒng)設(shè)置或遠程設(shè)置后自動拍照將現(xiàn)場拍攝的圖片無線發(fā)送至監(jiān)測平臺，平臺自動記錄每天采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫，可以各種圖表、列表形式展現(xiàn)給農(nóng)業(yè)專家進行遠程診斷。

       可遠程隨時發(fā)布拍照指令，獲取蟲情照片，也可設(shè)置時間自動拍照上傳，通過手機、電腦即可查看，無需再下田查看。

昆蟲識別系統(tǒng)，自動識別昆蟲種類，實現(xiàn)自動分類計數(shù)

歷史數(shù)據(jù)可按曲線、報表形式展現(xiàn)，清晰直觀查看所有監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)

千倍光學放大顯微鏡可定時清晰拍攝孢子圖片，自動對焦，自動上傳，實現(xiàn)全天候無人值守自動監(jiān)測孢子情況

3、墑情監(jiān)測
       各省包含眾多市縣級鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)，如此龐大的種植面積，用報表很難將全省的墑情形象展示出來。圖形預警與災情渲染模塊，正是為了解決這個問題而設(shè)置。
       平臺將災情按嚴重程度分為不同顏色，并在省級行政圖中以點的形式表示，只要一打開平臺的行政區(qū)域圖，即可直觀顯示省內(nèi)各區(qū)域的墑情情況如何。

4、專家系統(tǒng)
該系統(tǒng)可將病蟲害FZ專家信息及聯(lián)系方式全部集中到一起，用戶可聯(lián)線專家咨詢四情危害FZ難題。

5、視頻監(jiān)控
       管理區(qū)域內(nèi)放置360°全方位紅外球形攝像機，可清晰直觀的實時查看種植區(qū)域作物生長情況、設(shè)備遠程控制執(zhí)行情況等。
       增加定點預設(shè)功能，可有選擇性設(shè)置監(jiān)控點，點擊即可快速轉(zhuǎn)換呈現(xiàn)視頻圖像。

 6、任務(wù)設(shè)置，遠程自動控制
實現(xiàn)對病蟲情監(jiān)測設(shè)備的遠程監(jiān)管與控制，設(shè)備工作情況可遠程管理。

二、害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)|托普植保信息化監(jiān)控預警系統(tǒng)移動端：
       系統(tǒng)已實現(xiàn)與手機端、平板電腦端、PC電腦端無縫對接。方便管理人員通過手機等移動終端設(shè)備隨時隨地查看系統(tǒng)信息，遠程操作相關(guān)設(shè)備。

三、害蟲遠程實時監(jiān)測系統(tǒng)|托普植保信息化監(jiān)控預警系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集設(shè)備：
       數(shù)據(jù)采集是實現(xiàn)信息化管理、智能化控制的基礎(chǔ)。由于農(nóng)業(yè)行業(yè)的特殊性，傳感器不僅布控于室內(nèi)，還會因為生產(chǎn)需要布控于田間、野外，深入土壤或者水中，接受風雨的洗禮和土壤水質(zhì)的腐蝕，對傳感器的精度、穩(wěn)定性、準確性要求較高。
1、遠程拍照式蟲情測報燈
       改變了測報工作的方式，簡化了測報工作流程，保障了測報工作者的健康。

                                       
2、遠程可拍照式孢子捕捉儀
       專為收集隨空氣流動、傳染的病害病原菌孢子及花粉塵粒而研制，主要用于檢測病害孢子存量及其擴散動態(tài)，為預測和預防病害流行、傳染提供可靠數(shù)據(jù)。收集各種花粉，以滿足應用單位的研究需要。設(shè)備可固定在測報區(qū)域內(nèi)，定點收集特定區(qū)域孢子種類及數(shù)量通過在線分析并實時傳輸?shù)焦芾砥脚_。

 
3、無線田間氣象站

特點：
①　可遠程設(shè)置數(shù)據(jù)存儲和發(fā)送時間間隔，無需現(xiàn)場操作；
②　帶攝像頭，可實時拍照并上傳至平臺，實時了解田間及作物情況；
③　太陽能供電，可在野外長期工作；
④　 可配置土壤水分、土壤溫度、空氣溫濕度、光照強度、降雨量、風速風向等17種氣象參數(shù)。

四、綠色防控設(shè)備