Sistema de evaporación térmica
Sistema de evaporación térmica - ToronTES™ 1000
ToronTES™ 1000 es un sistema de evaporación térmica totalmente automatizado con una configuración de coevaporación de 2×2 canales para la deposición secuencial y simultánea de películas delgadas multicapa. Cuatro fuentes de evaporación térmica con alimentación de 12 V a 200 A proporcionan visualización de voltaje y corriente para un control preciso de la evaporación. La cámara prismática o cilíndrica de acero inoxidable SS304 (de 30 a 60 cm) alcanza una presión base de 10⁻⁷ Torr y un vacío de trabajo de 10⁻⁶ Torr en 30 minutos. Un ciclo de 1.5 horas y un control mediante pantalla táctil permiten realizar múltiples ciclos de deposición diarios.
Un controlador de espesor de doble canal con 1 a 4 QCM a 0.1 Å/s y salida de valor promedio monitoriza la tasa de deposición en las fuentes de coevaporación. Las entradas de gas controladas por caudalímetro másico con válvulas de aislamiento permiten el llenado de la cámara con Ar y N₂, con una unidad de limpieza por plasma de RF opcional para la preparación in situ de la superficie del sustrato. La válvula de aislamiento mantiene el vacío de la cámara entre experimentos, y la deposición capa a capa totalmente automatizada controla cada secuencia de recubrimiento. El sistema automático de refrigeración por agua en circuito cerrado y el horneado interno a 120 °C permiten el funcionamiento del sistema entre ciclos.
Un calentador de sustrato PID opcional de 50 a 600 °C con rotación de 2 a 30 rpm permite la deposición en caliente sobre una amplia gama de configuraciones de sustrato. La combinación de bomba turbomolecular y mecánica, con opciones de bomba criogénica y seca, proporciona la alta velocidad de bombeo necesaria para el ciclo de vacío de 30 minutos. Su base de 75 × 120 cm sobre ruedas con bloqueo permite el paso a través de puertas estándar. Los puertos de paso estándar de 1", QF, CF e ISO y una ventana de visualización frontal con obturador giratorio facilitan la integración flexible de la cámara.
Sistema de evaporación térmica - Aplicaciones ToronTES™ 1000
El ToronTES™ 1000 está diseñado para laboratorios de investigación y producción de películas delgadas que requieren la deposición de películas metálicas e inorgánicas multicapa y coevaporadas con control automatizado y tasas de deposición consistentes. Su configuración de coevaporación 2×2 y el control de espesor basado en QCM lo hacen idóneo para programas de investigación que involucran apilamientos multicapa heterogéneos, películas de aleación y capas con gradiente de composición.
- Deposición de películas delgadas metálicas y por contacto: evaporación térmica de películas de Au, Al, Cr, Ag y otros metales para contactos semiconductores, interconexiones y metalización de electrodos en programas de investigación de dispositivos.
- Deposición de películas delgadas multicapa: evaporación secuencial de diferentes capas de material en un único ciclo de bombeo descendente para recubrimientos ópticos, multicapas magnéticas y pilas de dispositivos funcionales.
- Investigación sobre películas de aleación obtenidas por coevaporación: coevaporación simultánea de doble fuente para películas de aleación y compuesto con composición controlada por los ajustes de potencia relativos de cada canal de fuente.
- Investigación sobre OLED y dispositivos orgánicos: evaporación térmica de capas de contacto metálico y de transporte de carga en estructuras de dispositivos orgánicos que requieren deposición de película metálica en alto vacío y en condiciones de alta limpieza.
- Deposición de espejos ópticos y recubrimientos reflectantes: Evaporación de alta velocidad de reflectores metálicos para la fabricación de componentes ópticos, dispositivos fotónicos y espejos de telescopios.
- Investigación sobre células solares y dispositivos energéticos: evaporación térmica de contactos posteriores metálicos, capas absorbentes y componentes de pilas de dispositivos de película delgada para programas de investigación de dispositivos fotovoltaicos y energéticos.
- Académico y University Investigación de películas delgadasPlataforma automatizada de deposición multicapa para la docencia y la investigación de materiales en sistemas de películas delgadas metálicas e inorgánicas.
Sistema de evaporación térmica - Características principales del ToronTES™ 1000
El ToronTES™ 1000 integra una configuración de fuente térmica de coevaporación 2×2, monitorización del espesor mediante QCM de doble canal, control de gas MFM y automatización totalmente compatible con LabVIEW en una plataforma compacta de deposición de películas delgadas de alto vacío.
- Fuentes térmicas de coevaporación de 2x2 canales, de 12 V a 200 A con indicador de potenciaConfiguración de coevaporación de cuatro fuentes con visualización de potencia de voltaje-corriente para la deposición controlada secuencial y simultánea de dos materiales en un único ciclo de bombeo descendente.
- Monitorización de espesor de doble canal a 0.1 Å/s con 1 a 4 QCM.: Monitorización de espesor y velocidad mediante múltiples sensores con salida de valor promedio para una mayor precisión de medición en todos los canales de fuente de codeposición.
- Deposición capa a capa totalmente automatizada: control automatizado de cada capa de recubrimiento sin intervención del operador entre las etapas de deposición
- Control mediante pantalla táctil y panel LCDTodas las operaciones del sistema se gestionan automáticamente a través de una interfaz de pantalla táctil con visualización de estado LCD en tiempo real.
- Presión base de 10⁻⁷ Torr, 10⁻⁶ Torr en 30 minutosConjunto 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): medición y control de vacío integrados en todo el rango, desde vacío atmosférico hasta vacío profundo.
- Cámara SS304 (de 30 a 60 cm, prismática o cilíndrica): superficies limpias y electropulidas en múltiples opciones de tamaño de caja para diferentes configuraciones de sustrato y fuente.
- Puertos pasamuros estándar de 1 pulgada, QF, CF e ISO.: selección de paso configurable para una integración flexible de gas de medición, fuente y proceso
- Entradas de gas controladas por MFM con relleno de cámara de Ar o N₂: suministro de gas controlado por caudalímetro másico con válvulas de aislamiento para la gestión selectiva de la atmósfera de la cámara y el relleno posterior a la deposición.
- Retención por vacío con válvula de aislamientoLa cámara permanece al vacío entre experimentos, lo que reduce el tiempo de evacuación y protege las superficies de la película de la exposición atmosférica.
- Calentamiento de muestras mediante PID opcional de 50 a 600 °C: control de la temperatura del sustrato para la cristalinidad de la película y la deposición sobre sustratos calentados.
- Rotación de muestra ajustable de 2 a 30 rpm: ajuste continuo de la velocidad para una distribución uniforme del espesor de la película en toda la superficie del sustrato.
- Limpieza opcional de la superficie de la muestra mediante plasma de radiofrecuencia.Limpieza in situ de las superficies del sustrato mediante plasma de radiofrecuencia antes de la deposición sin romper el vacío.
- Refrigeración por agua automática de circuito cerrado: gestión térmica de las fuentes de evaporación y los componentes de la cámara durante ciclos de coevaporación de alta potencia
- Iluminación interior y capacidad de horneado a 120 °C.: Iluminación de inspección de la cámara y horneado para acondicionamiento y eliminación de humedad residual entre ciclos
- Ventana frontal con contraventana giratoria.Acceso visual directo para la monitorización del proceso con una persiana giratoria para una sincronización precisa de la deposición y protección de la cámara.
- Tiempo de ciclo del experimento: 1.5 horas: El rápido vaciado y la ejecución del proceso permiten realizar múltiples ciclos de deposición al día.
- Plataforma móvil de 75 × 120 cm con ruedas con freno.Su tamaño compacto permite el paso por puertas estándar y facilita una ubicación flexible en el laboratorio.
- Garantía de un año para diseño, materiales y mano de obra.: cobertura anual para componentes del sistema y calidad de fabricación
Teoría y método
La evaporación térmica deposita películas delgadas calentando resistivamente un material fuente en alto vacío hasta que se vaporiza, liberando átomos que se condensan sobre sustratos superiores. Una fuente de alta corriente impulsa la corriente a través de una barquilla, bobina o cesta resistiva, calentando rápidamente la fuente hasta su umbral de presión de vapor. A presiones inferiores a 10⁻⁵ Torr, los átomos se desplazan sin dispersarse y se condensan uniformemente formando una película delgada. La fuente de alimentación de 12 V a 200 A con indicador de voltaje y corriente permite al operador controlar directamente la velocidad de evaporación durante todo el proceso de deposición.
La configuración de coevaporación 2×2 alimenta dos canales simultáneamente, cada uno con dos fuentes, para la deposición de dos materiales en un único ciclo de vacío. La coevaporación produce películas de aleación y compuestos cuya composición viene determinada por las tasas de evaporación relativas de cada canal. Un controlador QCM de doble canal con entre 1 y 4 sensores y salida de valor promedio monitoriza la tasa de cada material en tiempo real. El funcionamiento secuencial de canales separados deposita distintas capas de material sin cambiar la posición del sustrato ni ventilar la cámara.
La combinación de bomba turbomolecular y mecánica alcanza una presión base de 10⁻⁷ Torr en un amplio rango de medición de 1000 a 10⁻⁹ Torr, compatible con la evaporación metálica y la deposición multicapa. La entrada de gas Ar o N₂ controlada por MFM permite el llenado selectivo de la cámara y el control de las condiciones atmosféricas. Un calentador de sustrato PID opcional de 50 a 600 °C con rotación de 2 a 30 rpm y la limpieza por plasma RF opcional amplían el rango de preparación del proceso. El enfriamiento automático por agua en circuito cerrado y el horneado interno a 120 °C mantienen el sistema en óptimas condiciones entre deposiciones.
Sistema de evaporación térmica - Especificaciones técnicas del ToronTES™ 1000
| Parámetro | Especificación |
|---|---|
| Fuentes térmicas | Configuración de coevaporación de 2×2 canales (4 fuentes) |
| Fuente de alimentación | De 12 V a 200 A por canal; indicador de potencia de voltaje y corriente. |
| Presión base | 10⁻⁷ Torr |
| Vacío de trabajo (tiempo de bombeo) | 10⁻⁶ Torr en 30 minutos |
| Rango de control de vacío | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuración de la bomba | Turbomolecular + Mecánico (criogénico y bomba seca como opciones) |
| material de cámara | Acero inoxidable SS304 (prismático o cilíndrico); electropulido |
| Tamaños de las cámaras | Tamaño de la caja: 30/40/50/60 cm |
| Puertos de paso | Estándar de 1 pulgada, QF, CF, ISO |
| Calentamiento del sustrato (opcional) | De 50 a 600 °C (controlado por PID) |
| Velocidad de rotación de la muestra | De 2 a 30 rpm (ajustable) |
| Limpieza con plasma (opcional) | Plasma de RF (superficie del sustrato) |
| Monitoreo de espesor | Doble canal; 0.1 Å/s; de 1 a 4 QCM; valor promedio |
| Entradas de gas | Controlado por MFM; relleno con Ar o N₂; válvulas de aislamiento |
| Sistema de refrigeración | Refrigeración por agua automática de circuito cerrado |
| Horneado interno | Hasta 120 ° C |
| Ventana de observación | Ventana frontal; persiana giratoria |
| Sistema de control | Control informático totalmente automático; pantalla táctil; pantalla LCD en tiempo real. |
| Tiempo de ciclo del experimento | 1.5 horas |
| Footprint | 75 x 120 cm |
| Espacio libre para puertas | Pasa por puertas estándar |
| Movilidad | Ruedas bloqueables |
| Garantía | 1 año (diseño, materiales y mano de obra) |