Sistema di deposizione a sputter-up Load-Lock
Sistema di deposizione a sputtering Load-Lock - ToronSputter™ SU
Sistema di sputtering a magnetron Load-Lock – Sputter-Up
Il sistema di deposizione Load-Lock Sputter-Up combina sorgenti di sputtering a magnetron rivolte verso l'alto con celle di effusione organiche in una camera di carico per la deposizione combinata di film sottili inorganici e organici. La configurazione sputter-up posiziona i target al di sotto del substrato, che è rivolto verso il basso, consentendo una geometria di deposizione confocale e l'integrazione di più sorgenti. Una pompa dedicata per la camera di carico raggiunge 10⁻⁶ Torr in 10 minuti, mantenendo la pressione di base della camera principale a 10⁻⁸ Torr. Lo scambio dei campioni nella camera di carico tramite braccio magnetico consente di eseguire da 20 a 30 esperimenti al giorno.
L'evaporazione organica utilizza celle di effusione controllate da PID a temperature comprese tra 50 e 800 °C con una precisione di ±1 °C per la deposizione di materiali semiconduttori organici e OLED. La deposizione per sputtering inorganico utilizza cannoni RF e DC da 1 a 6 pollici, depositando conduttori e isolanti, tra cui Au, Al, TiN e SiO₂, ad alte velocità con controllo della ricetta. Gli ingressi di gas MFC digitali con una sensibilità di 0.1 sccm consentono lo sputtering inerte e reattivo. Sorgenti termiche ad alta potenza da 8 V a 500 A, 5000 W aggiungono la capacità di evaporazione sequenziale e co-evaporazione nella stessa sessione.
Il riscaldamento del substrato controllato da PID tra 50 e 600 °C con una precisione di ±1 °C, combinato con una rotazione da 2 a 30 giri/min e la pulizia al plasma DC/RF, supporta la deposizione su substrati riscaldati. Un controllore di spessore a doppio canale con due QCM monitora la velocità di deposizione e lo spessore cumulativo a 0.1 Å/s. Il controllo del vuoto varia da 10⁻¹ a 10⁻⁹ Torr con capacità di fissaggio della pressione a monte e a valle. Un sistema di interblocco automatico on-off per il raffreddamento ad acqua e una finestra di osservazione con protezione UV e controllo dell'otturatore tramite LabVIEW gestiscono la sicurezza del processo e la temporizzazione della deposizione.
Sistema di deposizione a sputtering Load-Lock - Applicazioni ToronSputter™ SU
Il sistema di deposizione a sputtering Load-Lock è ideale per la ricerca su film sottili organici e inorganici che richiedono una combinazione di deposizione a sputtering ed evaporazione organica in una piattaforma a vuoto continuo. La sua geometria a sputtering confocale, le celle di effusione organica e l'architettura a blocco di carico lo rendono adatto alla fabbricazione di dispositivi organici-inorganici multistrato e a programmi di ricerca PVD ad alta produttività.
- Fabbricazione di OLED e dispositivi organici a emissione di luce: deposizione combinata in situ di strati organici di emettitore e trasporto tramite cella di effusione e strati di elettrodi metallici tramite sputtering, senza esposizione all'aria tra le fasi
- Ricerca sulle celle fotovoltaiche organiche: deposizione mediante sputtering di strati di contatto trasparenti e film di ossido depositati mediante sputtering reattivo insieme a strati attivi organici depositati mediante effusione per la prototipazione di dispositivi OPV
- Sviluppo di celle solari a perovskite: combinazione di trasporto organico di lacune e deposizione di contatti metallici in un unico ambiente sottovuoto, riducendo i difetti dovuti all'umidità atmosferica e all'esposizione all'ossigeno.
- Ricerca sui semiconduttori organici e sugli OFET: deposizione precisa di semiconduttori organici a piccole molecole mediante cella di effusione con metallizzazione mediante sputtering confocale per la fabbricazione di contatti di dispositivi
- Ricerca sui film sottili ottici: deposizione reattiva mediante sputtering di TiO₂, SiO₂ e altri rivestimenti ottici con controllo della pressione a valle per la precisione stechiometrica
- Rivestimenti duri e ingegneria delle superfici: deposizione reattiva a radiofrequenza di film sottili di TiN, CrN, DLC e materiali correlati da bersagli montati al di sotto e rivolti verso l'alto su utensili e componenti meccanici
- Ricerca sulla deposizione fisica da fase vapore (PVD) multimateriale ad alta produttività: Da 20 a 30 esperimenti al giorno con scambio di campioni in camera di carico a supporto di programmi iterativi di deposizione organica-inorganica multistrato
Sistema di deposizione a sputtering Load-Lock - Caratteristiche principali di ToronSputter™ SU
Il sistema di deposizione a sputtering Load-Lock integra cannoni a magnetron confocali per sputtering, celle di effusione Knudsen per materiali organici, controllo del gas MFM e scambio di campioni load-lock in una piattaforma ad alto vuoto per la ricerca combinata su film sottili organici e inorganici.
- Celle di effusione da 50 a 800 °C per evaporazione organica (±1 °C PID)Le celle di effusione Knudsen consentono la deposizione precisa di semiconduttori organici, emettitori OLED e materiali di trasporto di lacune insieme alle sorgenti di sputtering nella stessa camera, distinguendo questo sistema dalle configurazioni di sputtering verso il basso.
- Pistole di sputtering RF e DC da 1 a 6 pollici con rotazione della testa flessibile: cannoni rivolti verso l'alto con rotazione sull'asse proprio e guarnizioni di compressione per geometria di deposizione confocale multi-sorgente su substrati rivolti verso il basso
- Geometria di sputter-up confocale: più assi del cannone convergono in un punto centrale comune del substrato, migliorando l'uniformità della co-deposizione e consentendo la deposizione di più materiali senza riposizionamento del substrato
- Pressione di base della camera principale: 10⁻⁸ TorrLa combinazione di pompa turbomolecolare e meccanica con opzione di pompa a secco mantiene il livello di pressione di base necessario per la deposizione di film organici e inorganici ad elevata purezza.
- Pompa dedicata Load-Lock, 10⁻⁶ Torr in 10 minuti: sistema di pompaggio separato evacua la camera di carico senza disturbare il vuoto della camera principale; adattabile a piattaforme a fascio di elettroni e sorgenti termiche
- Sistema di trasferimento campioni con braccio magnetico, per substrati da 2" a 6".: caricamento e scaricamento con braccio magnetico per substrati da 2" a 6" di diametro con facili opzioni di scambio del campione
- Da 20 a 30 esperimenti al giorno: l'architettura load-lock consente cicli di campionamento rapidi, supportando la ricerca multistrato ad alto rendimento e i programmi iterativi di fabbricazione di dispositivi
- Fonti termiche da 8V a 500A, 5000W per co-evaporazione: sorgenti termiche sequenziali e a co-evaporazione ad alta potenza con design per la prevenzione della contaminazione incrociata e facile sostituzione dei materiali
- Camera in acciaio inox SS304 (prismatica o cilindrica) con superfici elettrolucidateInterno elettrolucidato con finitura ultra-sottile e rivestimento in acciaio inox SS304; superfici della camera di raffreddamento ad acqua disponibili su richiesta.
- Porte passanti standard da 1 pollice, QF, CF e ISO: la selezione configurabile delle porte supporta aggiornamenti a sorgenti termiche e di sputtering aggiuntive
- Finestra di osservazione con protezione UV e controllo dell'otturatore tramite LabVIEW.: otturatore girevole e otturatore del campione integrato con LabVIEW per una precisa integrazione del controllo della temporizzazione della deposizione e dello spessore
- Configurazione delle valvole di strozzamento, sfiato, isolamento e saracinesca: il set completo di valvole gestisce tutte le transizioni di pressione; la camera principale viene mantenuta costantemente sotto vuoto tramite una valvola di isolamento quando è inattiva
- Controllo completamente automatico tramite computer e pannello di controllo con display LCD.: tutte le operazioni di deposizione vengono eseguite automaticamente sotto controllo computerizzato, con possibilità di override tramite pannello e monitoraggio del processo in tempo reale tramite display LCD.
- Raffreddamento automatico ad acqua con protezione interbloccoIl sistema di raffreddamento ad acqua a circuito chiuso si attiva e disattiva automaticamente, con un dispositivo di interblocco che impedisce il funzionamento della sorgente in assenza di flusso attivo di liquido refrigerante.
- Controllo del vuoto ad ampio intervallo (da 10⁻¹ a 10⁻⁹ Torr) con fissaggio della pressione: misurazione del vuoto e capacità di fissaggio della pressione a monte o a valle per finestre di processo di sputtering reattivo precise
- Riscaldamento del substrato tramite PID da 50 a 600 °C con sensibilità di ±1 °C: temperatura del substrato a circuito chiuso per la cristallinità del film, l'adesione e la gestione dell'interfaccia in un'ampia gamma
- Rotazione del campione da 2 a 30 giri/minuto con pulizia al plasma DC/RFRotazione del substrato controllata da PC per uniformità di deposizione, più pulizia al plasma DC/RF per rimuovere gli ossidi superficiali prima della deposizione.
- Input di gas MFC digitale (Ar, N₂, O₂, He, CH₄) a 0.1 sccm Sensibilità: L'erogazione di gas misto controllata da MFC supporta i processi di sputtering inerte e reattivo
- Monitoraggio dello spessore a doppio canale a 0.1 Å/s con due QCM: misurazione simultanea della velocità e dello spessore attraverso canali di deposizione organici e inorganici
- Load-Lock adattabile a sistemi a fascio di elettroni e a sorgenti termiche: l'architettura del blocco di carico può essere configurata per piattaforme che combinano la deposizione per sputtering magnetron con sorgenti di evaporazione a fascio di elettroni e termica.
- Garanzia di due anni su materiali, design e manodopera.: copertura completa di due anni per componenti di sistema, progettazione e qualità di produzione
Teoria e metodo
Il sistema di sputtering a magnetron con sorgente rivolta verso l'alto posiziona i target al di sotto del substrato, che è rivolto verso il basso con la sua superficie di deposizione esposta al flusso di sputtering che si propaga verso l'alto. Questa geometria con substrato in basso e sorgente in alto consente configurazioni confocali in cui più assi del cannone convergono al centro del substrato, migliorando l'uniformità della composizione durante la co-deposizione. Il substrato rivolto verso il basso si trova direttamente sopra le celle di effusione organica, consentendo la deposizione organica e inorganica sequenziale o simultanea nello stesso ciclo di vuoto. L'accesso tramite blocco di carico mantiene la camera principale sotto vuoto mentre i campioni entrano ed escono attraverso l'anticamera.
L'evaporazione del materiale organico utilizza celle di effusione di Knudsen anziché le barchette ad alta corrente utilizzate per i metalli inorganici. Il controllo PID a ±1 °C nell'intervallo da 50 a 800 °C mantiene un flusso molecolare stabile, poiché i materiali organici rispondono in modo sproporzionato a piccole variazioni di temperatura. Il monitoraggio dello spessore tramite QCM a 0.1 Å/s traccia in tempo reale l'accumulo di film organici e inorganici su due canali. La geometria target-campione nella configurazione di sputtering posiziona le sorgenti organiche e metalliche sullo stesso lato, depositandole entrambe sulla stessa superficie del substrato senza necessità di riposizionamento.
La camera principale mantiene una pressione di base di 10⁻⁸ Torr grazie a una pompa turbomolecolare e meccanica, mentre una pompa separata per il blocco di carico raggiunge i 10⁻⁶ Torr in 10 minuti. Valvole di strozzamento, sfiato, isolamento e a saracinesca controllano tutte le transizioni di vuoto, mantenendo la camera principale costantemente sotto vuoto quando il sistema è inattivo. La misurazione e il controllo del vuoto coprono un intervallo da 10⁻¹ a 10⁻⁹ Torr, con possibilità di fissaggio della pressione a monte o a valle. Sorgenti termiche ad alta potenza da 8 V a 500 A, 5000 W integrano la deposizione per sputtering con co-evaporazione e deposizione sequenziale.
Sistema di deposizione a sputtering Load-Lock - Specifiche tecniche ToronSputter™ SU
| Parametro | Specificazione |
|---|---|
| Configurazione di deposizione | Sputtering verso l'alto (substrato verso il basso, sorgenti verso l'alto) |
| Evaporazione organica | Celle di effusione di Knudsen; da 50 a 800 °C; controllo PID; ±1 °C |
| Pressione di base della camera principale | 10⁻⁸ Torri |
| Livello di vuoto Load-Lock | 10⁻⁶ Torr in 10 minuti |
| Gamma di controllo del vuoto | da 10⁻¹ a 10⁻⁹ Torr |
| Configurazione della pompa | Turbomolecolare + Meccanica (pompa a secco opzionale); pompa dedicata per il blocco di carico |
| Configurazione della valvola | Valvole di strozzamento, sfiato, isolamento e a saracinesca |
| camera Materiale | Acciaio inox 304 (prismatico o cilindrico); elettrolucidato; rivestimento in acciaio inox 304 |
| Raffreddamento della superficie della camera | Superfici raffreddate ad acqua (quando necessario) |
| Porte passanti | Standard 1 pollice, QF, CF, ISO |
| Finestra di osservazione | Protezione dai raggi UV; serranda girevole |
| Pistole a spruzzo | Da 1 a 6 pollici (rivolto verso l'alto); RF e CC; testa flessibile; rotazione sull'asse proprio; guarnizione a compressione |
| Sorgenti termali | Da 8V a 500A, 5000W (sequenziale e co-evaporazione) |
| Trasferimento del campione | Braccio di trasferimento magnetico |
| Dimensioni del campione | 2 ", 3", 4 ", 6" |
| Riscaldamento del substrato | Da 50 a 600 °C (controllo PID, ±1 °C) |
| Velocità di rotazione del campione | Da 2 a 30 giri al minuto (controllato da PC) |
| Pulizia al plasma | plasma DC/RF |
| Apporto di gas | Ar, N₂, O₂, He, CH₄ e altri; MFC digitale; sensibilità 0.1 sccm |
| Metodo di controllo della pressione | Controllo del flusso a monte e a valle |
| Monitoraggio dello spessore | Doppio canale; precisione di 0.1 Å/s; 2 QCM |
| Sistema di raffreddamento | Raffreddamento automatico a circuito chiuso ad acqua (con protezione tramite interblocco) |
| Sistema di controllo | Controllo computerizzato completamente automatico; controllo tramite pannello; display LCD in tempo reale; LabVIEW |
| Flusso degli esperimenti | Da 20 a 30 esperimenti al giorno |
| Garanzia | 2 anni (materiali, progettazione e manodopera) |