Sistema de deposición PVD híbrido
Sistema de deposición PVD híbrido - ToronPVD™ DS
Sistema combinado de evaporación térmica y pulverización catódica por magnetrón
El ToronPVD™ DS es un sistema híbrido de deposición PVD que combina evaporación térmica de cuatro canales y pulverización catódica por magnetrón de CC/RF en una única cámara de acero inoxidable SS304L para la deposición de películas delgadas multicapa e investigación de codeposición. Cuatro fuentes térmicas de 10 V a 250 A con un diseño patentado de coevaporación en caja operan junto con fuentes de pulverización catódica de CC/RF en configuraciones de 1, 2 y 3 pulgadas. El sistema alcanza una presión base de 10⁻⁸ Torr y 10⁻⁷ Torr en una hora para una cámara cargada. Un ciclo de 1.5 horas y el control mediante pantalla táctil LabVIEW permiten realizar de cuatro a seis experimentos diarios.
Las fuentes de alimentación de RF (13.6 MHz, 300 a 1200 W) y CC (0 a 1000 V, 2000 W) cubren tanto objetivos aislantes como conductores en todos los modos de deposición. El MFC digital controla Ar, N₂, O₂, He, CH₄ y H₂ a 0.1 SCCM para la deposición de óxidos y nitruros reactivos. La presión de trabajo se controla con precisión entre 1 y 100 mTorr para la generación de plasma. Un calentador PID opcional de 50 a 700 °C (±1 °C) admite obleas de 3", 4" y 6".
Un controlador de espesor de doble canal con 1 a 4 QCM con una precisión de 0.1 Å/s monitoriza la tasa de deposición y el espesor acumulado en fuentes térmicas y de pulverización catódica. Se ofrece limpieza del sustrato mediante plasma ICP, CCP y DC-RF opcional antes de la deposición. La cámara SS304L, en configuración prismática o cilíndrica, cuenta con superficies electropulidas con puertos de paso estándar de 1", QF, CF e ISO, ventana de observación con bloqueo UV y obturador giratorio. El sistema, de 120 × 80 × 180 cm, pasa por puertas estándar gracias a sus ruedas con freno.
Sistema de deposición PVD híbrido - Aplicaciones ToronPVD™ DS
El ToronPVD™ DS está diseñado para laboratorios de PVD de investigación y producción que requieren evaporación térmica y pulverización catódica por magnetrón en un único sistema de vacío. Al ejecutar ambos modos de deposición en el mismo ciclo de vacío, se reduce el tiempo de procesamiento y se mantiene la limpieza de la interfaz. Su capacidad de coevaporación con cuatro fuentes y sus cañones de pulverización configurables lo hacen idóneo para programas de investigación de películas multicapa y de aleación heterogéneas.
- Investigación de dispositivos orgánicos/inorgánicos multicapa: deposición secuencial de capas orgánicas o metálicas mediante evaporación térmica y películas de óxido o nitruro depositadas por pulverización catódica en un único ciclo de vacío sin ventilación entre capas.
- Fabricación de OLED y dispositivos orgánicos: evaporación térmica de capas orgánicas emisoras y de transporte combinada con películas de contacto conductoras depositadas por pulverización catódica para el desarrollo de dispositivos OLED y OPV.
- Investigación sobre películas de aleaciones y compuestos mediante coevaporación: operación simultánea de múltiples fuentes térmicas para la coevaporación controlada de la composición de películas de aleación y compuestos que requieren un control preciso del flujo de múltiples materiales.
- Investigación sobre recubrimientos duros y apilamientos multimateriales: pulverización catódica reactiva de películas de nitruro y óxido combinada con capas de semillas metálicas o funcionales evaporadas térmicamente en una única plataforma de deposición.
- Prototipado de dispositivos semiconductores: deposición de contactos metálicos por evaporación térmica y películas dieléctricas por pulverización catódica por radiofrecuencia sobre sustratos de obleas de hasta 6 pulgadas en una sola sesión de vacío.
- Investigación sobre películas delgadas ópticas: evaporación térmica de capas reflectoras metálicas combinada con recubrimientos de óxido depositados por pulverización catódica reactiva por radiofrecuencia para la formación de filtros ópticos, películas antirreflectantes y espejos.
- Académico y University Investigación sobre PVD de múltiples fuentesPlataforma flexible para programas de investigación que requieren tanto evaporación como pulverización catódica sin cambios de herramientas separados entre las etapas de deposición.
Sistema de deposición PVD híbrido - Características principales de ToronPVD™ DS
El sistema ToronPVD™ DS integra la coevaporación térmica de cuatro fuentes, la pulverización catódica por magnetrón de CC/RF, el control de gas MFC, la automatización PLC y la monitorización del espesor de doble canal en una única plataforma de alto vacío para la investigación de películas delgadas multicapa y multimateriales.
- Cuatro fuentes térmicas de 10 V a 250 A con configuración de coevaporación 2×2Fuentes de coevaporación de alta corriente con diseño de caja patentado que evita la contaminación cruzada y facilita el reemplazo de la cesta y el recipiente.
- Diseño de fuente en caja patentadoLa geometría de la fuente cerrada evita el contacto cruzado del evaporante entre crisoles adyacentes, preservando la pureza de la composición en las películas codepositadas.
- Fuentes de pulverización catódica de CC/RF (1", 2", 3"), diseño de cabezal flexible de 85 mm.: Cubre materiales objetivo magnéticos y no magnéticos con cabezal flexible para un montaje flexible y alineación del objetivo en todas las posiciones de la fuente.
- Fuente de alimentación de RF (13.6 MHz, de 300 a 1200 W): abarca objetivos aislantes y pulverización catódica reactiva de películas de óxido y nitruro a niveles de potencia de investigación y producción.
- Fuente de alimentación de CC (0 a 1000 V, 2000 W): fuente de alimentación de CC de alta potencia para el funcionamiento de la fuente de pulverización catódica de objetivos metálicos y de coevaporación térmica
- Presión base de 10⁻⁸ Torr, 10⁻⁷ Torr en una hora (con carga)Conjunto de bombas turbomoleculares y mecánicas con opciones de bombeo criogénico y en seco; el rápido descenso de presión permite un ciclo de experimento de 1.5 horas.
- Control de vacío de amplio rango (de 1000 a 10⁻⁹ Torr)Cubre todo el rango de presión para los modos de deposición por evaporación térmica y pulverización catódica en un único sistema de medición.
- Control preciso de la presión del plasma (de 1 a 100 mTorr): ajuste de presión independiente para condiciones de plasma estables durante los procesos de pulverización catódica y deposición reactiva.
- Control digital de gases MFC (Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂) con una sensibilidad de 0.1 SCCM.: suministro de MFC de seis gases para deposición inerte y reactiva en ambos modos de evaporación y pulverización catódica.
- Monitorización de espesor de doble canal a 0.1 Å/s con 1 a 4 QCM.: medición simultánea de la tasa de precisión y el espesor a través de los canales activos de la fuente térmica y de pulverización catódica.
- Calentador de sustrato PID opcional de 50 a 700 °C (±1 °C): control de la temperatura del sustrato para la cristalinidad y adhesión de la película, compatible con obleas de 3", 4" y 6" y accesorios para muestras de 1 a 10 cm.
- Rotación de la muestra de 2 a 30 rpm: rotación ajustable de forma continua para una distribución uniforme del espesor de la película en toda la superficie del sustrato.
- Limpieza de sustratos mediante plasma ICP, CCP y DC-RF (opcional)Preparación de la superficie del sustrato in situ antes de la deposición sin romper el vacío.
- Refrigeración por agua automática de circuito cerrado con enclavamiento: La gestión térmica evita el funcionamiento de la fuente sin refrigerante activo, protegiendo así las fuentes de plasma y los conjuntos de fuentes térmicas.
- Configuración de la válvula de mariposa, ventilación y aislamientoGestión precisa de la presión del proceso; la cámara mantiene el vacío entre experimentos mediante la válvula de aislamiento.
- Cámara de acero inoxidable SS304L (prismática o cilíndrica) con superficies electropulidas.Superficies limpias al tacto con puertos pasamuros estándar de 1", QF, CF e ISO para una integración flexible.
- Iluminación interior, horneado a 100 °C, ventana con protección UV y persiana giratoria.Accesorios completos para la cámara para el monitoreo del proceso, el acondicionamiento y la eliminación de la humedad.
- Fácilmente actualizable con fuentes térmicas y de pulverización catódica adicionales.La arquitectura modular permite ampliar el número de fuentes a medida que aumentan las necesidades de investigación.
- Control de pantalla táctil LabVIEW con copia de seguridad completa del panel.: gestión de secuencias automatizada para todas las funciones de fuente, gas, vacío y rotación, con respaldo manual del panel disponible en todo momento.
- Ciclo de experimentos de 1.5 horas, de 4 a 6 experimentos por día.: El ciclo de bombeo y procesamiento rápido admite un rendimiento diario de múltiples ejecuciones.
- Plataforma móvil de 120 × 80 × 180 cm con ruedas con freno.Sistema combinado de tamaño completo con gran superficie que pasa por puertas estándar para una ubicación flexible en el laboratorio.
- Garantía de un año para diseño, materiales y mano de obra.: cobertura anual para componentes del sistema, calidad del diseño y fabricación
Teoría y método
La evaporación térmica y la pulverización catódica por magnetrón abordan clases de materiales y condiciones de deposición que la otra no puede igualar, lo que hace que su combinación en una sola cámara sea práctica para estructuras de dispositivos multicapa complejos. La evaporación térmica calienta una fuente resistiva hasta su vaporización, produciendo un flujo metálico y orgánico limpio, adecuado para el contacto con metales y emisores orgánicos. La pulverización catódica por magnetrón expulsa átomos de un blanco sólido mediante plasma, cubriendo metales refractarios, óxidos y nitruros. La combinación de ambas en un ciclo de vacío elimina la contaminación por exposición al aire en las interfaces orgánico-inorgánicas y metal-dieléctrico.
Cuatro fuentes térmicas en una configuración de coevaporación 2×2 permiten la deposición simultánea de múltiples materiales para películas de aleación, de composición gradual y compuestas. El diseño patentado de la fuente en caja evita la contaminación cruzada entre crisoles adyacentes y simplifica el reemplazo del material de la fuente. La pulverización catódica de CC/RF en configuraciones de cabezal flexible de 1, 2 y 3 pulgadas cubre objetivos magnéticos y no magnéticos junto con las fuentes térmicas. Un controlador de espesor de doble canal con 1 a 4 QCM monitorea la deposición combinada a 0.1 Å/s en todas las fuentes activas.
La combinación de bomba turbomolecular y mecánica alcanza una presión base de 10⁻⁸ Torr y 10⁻⁷ Torr en una hora para una cámara cargada. El control de vacío de amplio rango, que abarca de 1000 a 10⁻⁹ Torr, y el control preciso de presión de 1 a 100 mTorr para la generación de plasma cubren todas las condiciones de operación. El control mediante pantalla táctil LabVIEW con respaldo completo del panel gestiona la alimentación de la fuente, el gas, el vacío y las secuencias de rotación. Una unidad de limpieza de plasma ICP, CCP o DC-RF opcional prepara las superficies del sustrato antes de la deposición.
Sistema de deposición PVD híbrido - Especificaciones técnicas de ToronPVD™ DS
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Fuente de alimentación de RF | 13.6 MHz, de 300 a 1200 W |
| Fuente de alimentación DC | De 0 a 1000 V CC, 2000 W |
| Presión base | 10⁻⁸ Torr |
| Aspiradora en funcionamiento (cargada, 1 hora) | 10⁻⁷ Torr |
| Rango de control de vacío | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuración de la bomba | Turbomolecular + Mecánico (criogénico y bomba seca como opciones) |
| Rango de presión de pulverización catódica | De 1 a 100 mTorr |
| Fuentes de evaporación térmica | 4 (10 V a 250 A; configuración de coevaporación 2×2) |
| Diseño de origen | Envasado en caja patentada (para prevenir la contaminación cruzada). |
| Fuentes de pulverización catódica | CC/RF; objetivos de 1", 2" y 3"; cabezal flexible de 85 mm |
| Pulverización catódica magnética/no magnética | Sí: |
| Entradas de gas | Ar, N₂, O₂, He, CH₄, H₂; MFC digital; sensibilidad de 0.1 SCCM |
| material de cámara | Acero inoxidable SS304L (prismático o cilíndrico); electropulido |
| Puertos de paso | Estándar de 1 pulgada, QF, CF, ISO |
| Calentamiento del sustrato (opcional) | 50 a 700 °C (PID, ±1 °C) |
| Compatibilidad de obleas | 3", 4", 6"; accesorios para muestras de 1 a 10 cm |
| Velocidad de rotación de la muestra | 2 a 30 rpm |
| Limpieza con plasma (opcional) | ICP, CCP, DC-RF |
| Monitoreo de espesor | Doble canal; 0.1 Å/s; de 1 a 4 QCM |
| Horneado interno | Hasta 100 ° C |
| Ventana de observación | Bloqueo UV; obturador giratorio |
| Sistema de refrigeración | Refrigeración por agua automática de circuito cerrado (con sistema de enclavamiento). |
| Sistema de control | Pantalla táctil LabVIEW; copia de seguridad completa del panel |
| Tiempo de ciclo del experimento | 1.5 horas (de 4 a 6 experimentos por día) |
| Footprint | Largo 120 x Ancho 80 x Alto 180 cm |
| Espacio libre para puertas | Pasa por puertas estándar |
| Movilidad | Ruedas bloqueables |
| Garantía | 1 año (diseño, materiales y mano de obra) |