Sistema de evaporação térmica em forma de sino
Sistema de evaporação térmica em campânula - Campânula ToronEva™
O ToronEva™ Bell Jar é um sistema de evaporação térmica totalmente automatizado, do tipo sino de vidro, para deposição de filmes finos em laboratórios de pesquisa e desenvolvimento. O aquecimento resistivo em um ambiente de alto vácuo produz filmes finos de metal, óxido e orgânicos a pressões base que chegam a 10⁻⁷ Torr. O controle por painel, os ciclos rápidos e a distância ajustável entre a fonte e o substrato simplificam a operação, ao mesmo tempo que conservam o material de evaporação. O sistema processa wafers de 4 polegadas, lamelas de 1×3 polegadas e diversos tamanhos de substrato, adaptando-se facilmente às mudanças nos requisitos de deposição.
Uma combinação de bomba turbomolecular e mecânica, equipada com mangueira flexível em aço inoxidável 316 e filtro de poeira, atinge 10⁻⁶ Torr em menos de 30 minutos. A faixa de vácuo varia de 1000 a 10⁻⁹ Torr com ventilação automática, enchimento reverso e capacidade de retenção de vácuo na câmara. O recipiente de vácuo está disponível em vidro Pyrex ou aço inoxidável 304, e suas dimensões de 75×120 cm com rodas traváveis permitem a passagem por portas padrão de 85 cm. Um resfriador de água de ciclo fechado com controle automático liga/desliga gerencia a carga térmica durante longos períodos de deposição.
O Bell Jar ToronEva™ suporta configurações de evaporação sequencial e coevaporação com um layout opcional de quatro fontes para evaporação sequencial 4×1 ou coevaporação 2×2. Um obturador servo-controlado alimenta duas fontes térmicas simultaneamente, e um monitor de espessura de canal duplo com um QCM rastreia a taxa de deposição e a espessura cumulativa do filme em tempo real. A geometria proprietária da câmara de fonte impede a contaminação cruzada entre os materiais, preservando a pureza do filme em execuções consecutivas. A rotação da amostra de 2 a 30 rpm promove a uniformidade da deposição em toda a superfície do substrato.
Sistema de evaporação térmica em campânula - Aplicações do ToronEva™ em campânula
O Bell Jar da ToronEva™ atende às necessidades de deposição de filmes finos em instituições de pesquisa, laboratórios universitários e instalações industriais especializadas, onde um revestidor a vácuo de laboratório é necessário para trabalhos controlados com filmes finos. Sua configuração de câmara versátil e as múltiplas opções de suporte de amostras o tornam adequado para uma ampla gama de tipos de substrato e materiais de deposição.
- Acadêmico e University PesquisaDeposição de metais, óxidos e filmes orgânicos para estudos fundamentais de ciência dos materiais e física de dispositivos em laboratórios universitários.
- Fabricação de dispositivos semicondutoresFormação de contatos metálicos, eletrodos de porta e camadas dielétricas em wafers de silício para o desenvolvimento de protótipos de transistores e circuitos integrados.
- Pesquisa de filmes finos ópticosDeposição de revestimentos refletores e antirreflexivos em substratos de vidro e cristal para o desenvolvimento de componentes fotônicos e ópticos.
- Eletrônica Orgânica e Pesquisa em OLEDDeposição controlada de camadas orgânicas e metálicas para células fotovoltaicas orgânicas, OLEDs e protótipos de transistores de película fina.
- Fabricação de MEMS e NEMSMetalização e deposição de filmes funcionais para o desenvolvimento de dispositivos microeletromecânicos e nanoeletromecânicos.
- Pesquisa de células solaresDeposição de camadas de contato e filmes absorvedores para prototipagem de células fotovoltaicas em escala laboratorial e estudos de eficiência.
- Ciência dos Materiais e Engenharia de SuperfíciesEstudos de caracterização de filmes finos que requerem controle preciso da espessura, composição e taxa de deposição do filme.
Sistema de evaporação térmica em campânula - Principais características da campânula ToronEva™
O recipiente de vácuo ToronEva™ combina alto desempenho de vácuo com um conjunto de recursos voltados para a reprodutibilidade, o controle de contaminação e a simplicidade operacional em ambientes de laboratório de pesquisa.
- Gestão de vácuo totalmente automatizadaO controle do painel com tempos de ciclo rápidos reduz as etapas do operador e o tempo de preparação entre as deposições consecutivas.
- Campânula de vidro Pyrex ou aço inoxidável 304O operador seleciona o material da câmara de acordo com a química do processo, com portas padrão de 1 polegada para integração flexível de passagem.
- Seleção versátil de porta-amostrasAcomoda wafers de 4 polegadas, lamelas de 1×3 polegadas e amostras de pequeno a grande porte com carregamento simples.
- Distância ajustável entre fonte e substratoOtimiza o ângulo de deposição e a distribuição da taxa reposicionando a fonte em relação ao substrato sem modificar a câmara.
- Jaqueta de proteção interna SS304: protege o interior da câmara da exposição direta ao evaporante, prolongando os intervalos de manutenção e simplificando a limpeza pós-deposição.
- Pressão base de 10⁻⁷ Torr com bombeamento rápido para reduzir a pressão.Atinge uma pressão de trabalho de 10⁻⁶ Torr em menos de 30 minutos, reduzindo o tempo de ciclo em sessões com múltiplas execuções.
- Conjunto de bombas turbomoleculares e mecânicasAs bombas combinadas com mangueira flexível SS316 e filtro de poeira proporcionam um vácuo limpo e com baixa contaminação em toda a faixa de operação.
- Controle de vácuo de ampla faixa (1000 a 10⁻⁹ Torr)Sistema integrado de controle e medição com ventilação e enchimento automáticos, eliminando a necessidade de operação manual de válvulas.
- Resfriador de água integrado de ciclo fechadoO gerenciamento térmico automático ativa e desativa o resfriamento conforme necessário, protegendo o sistema durante a operação contínua.
- Configuração opcional de quatro fontesSuporta evaporação sequencial 4×1 ou coevaporação 2×2 para deposição de filmes de liga, composto ou multicamadas em um único ciclo de bombeamento.
- Desligamento automático em caso de falha de energia com retenção a vácuoDesliga-se automaticamente em caso de falha de energia e mantém o vácuo na câmara para proteger as amostras e preservar o ambiente de deposição.
- Fonte de alimentação de evaporação térmica de 2000 WA faixa de saída de 10 V a 200 A permite o uso de materiais orgânicos de baixo ponto de fusão e metais de alta temperatura em uma única unidade.
- Projeto de Eliminação de Contaminação CruzadaA geometria proprietária da câmara de origem impede o contato cruzado do evaporante entre as fontes e as paredes da câmara, preservando a pureza do material.
- Monitor de espessura de dois canais com QCMMonitoramento em tempo real da taxa de deposição e da espessura cumulativa do filme em duas fontes independentes simultaneamente.
- Rotação da amostra de 2 a 30 rpmA rotação ajustável do substrato distribui o fluxo de vapor uniformemente, melhorando a homogeneidade da espessura do filme em toda a área do substrato.
- Obturador de fonte dupla controlado por servoUm único obturador compartilhado com acionamento servo controla o início e o término da deposição para ambas as fontes térmicas simultaneamente.
- Controle de ventilação com um toqueUm único botão inicia a sequência automática de gerenciamento de vácuo, simplificando o acesso à câmara sem procedimentos manuais passo a passo.
- Interface amigável ao operadorLayout de controle intuitivo com visor nítido reduz a curva de aprendizado para novos usuários e agiliza as operações diárias em laboratório.
- Plataforma móvel compactaA base de 75×120 cm com rodas traváveis proporciona um posicionamento estável, permitindo ao mesmo tempo que o sistema seja deslocado dentro do laboratório.
- Espaço livre padrão na portaO sistema passa por uma porta padrão de 85 cm, eliminando as barreiras de instalação e realocação em edifícios com corredores de largura convencional.
- Garantia total de um anoA cobertura para projeto, materiais e mão de obra proporciona aos laboratórios confiança na confiabilidade a longo prazo e na responsabilidade do fabricante.
Teoria e Método
A evaporação térmica deposita filmes finos aquecendo um material fonte dentro de uma câmara de alto vácuo até seu ponto de vaporização. Uma fonte de alimentação de alta corrente e baixa tensão fornece corrente elétrica através de uma fonte resistiva, como um barco, bobina ou cesto de tungstênio. Os átomos vaporizados viajam em linha reta através do vácuo e se condensam em superfícies de substrato posicionadas acima da fonte. Em pressões abaixo de 10⁻⁵ Torr, as moléculas de gás residual são muito escassas para dispersar os átomos de vapor, produzindo filmes de alta pureza.
O sistema de vácuo determina a qualidade do filme tanto quanto o próprio material de origem. Uma bomba turbomolecular, auxiliada por uma bomba mecânica, evacua a câmara até pressões de base abaixo de 10⁻⁷ Torr, reduzindo a contaminação por gases residuais a níveis insignificantes. As funções automáticas de ventilação e enchimento permitem que o operador realize o ciclo da câmara sem a necessidade de acionamento manual de válvulas, e um modo de manutenção do vácuo preserva o ambiente entre as deposições. A fonte de alimentação de 2000 W (10 V a 200 A) é compatível com materiais orgânicos de baixo ponto de fusão e metais refratários de alta temperatura em uma única unidade.
Um controlador de deposição de dois canais e uma microbalança de cristal de quartzo (QCM) monitoram a espessura do filme em tempo real. À medida que a massa do filme se acumula no cristal oscilante da QCM, a frequência de ressonância se desloca proporcionalmente à espessura depositada, uma relação derivada da equação de Sauerbrey. O controlador converte esse deslocamento de frequência em uma leitura de espessura continuamente, sem interromper a deposição. A rotação da amostra de 2 a 30 rpm distribui o fluxo de vapor uniformemente sobre o substrato, melhorando a uniformidade.
Sistema de evaporação térmica em campânula - Especificações técnicas da campânula ToronEva™
| Parâmetro | Especificação |
|---|---|
| Fonte de alimentação para evaporação térmica | 2000 W (10 V – 200 A) |
| Pressão base | 10⁻⁷ Torr |
| Nível de vácuo de trabalho (tempo de bombeamento) | 10⁻⁶ Torr em ≤30 minutos |
| Faixa de controle de vácuo | 1000 a 10⁻⁹ Torr |
| Configuração da bomba | Turbomolecular + Mecânico |
| Mangueira de bomba | Mangueira flexível SS316 com filtro de poeira |
| Material de sino de vidro | Cilindro de vidro Pyrex ou SS304 |
| Portas de sino | Padrão de 1 polegadas |
| Jaqueta de proteção interna | Cilíndrico SS304 |
| Opções de suporte para amostras | Wafer de 4 polegadas; lamelas de 1×3 polegadas; amostras pequenas e grandes. |
| Distância da fonte ao substrato | Ajustável |
| Velocidade de rotação da amostra | 2 a 30 rpm |
| Monitoramento de Espessura | Monitor de espessura de dois canais + um QCM |
| Número padrão de fontes térmicas | 2 |
| Configuração de origem opcional | 4 fontes (4×1 sequencial ou 2×2 coevaporação) |
| Shutter | Servocontrolado, comum a duas fontes térmicas. |
| Sistema de Arrefecimento | Bebedouro de água de ciclo fechado (liga/desliga automático) |
| Funções de gerenciamento de vácuo | Ventilação automática, enchimento reverso e retenção na câmara. |
| Pegada | 75 × 120 cm |
| Espaço livre da porta | Passa por uma porta padrão de 85 cm. |
| Para fornecer mobilidade com contentor (certificado SOC) | Rodas bloqueáveis |
| Garantia | 1 ano (design, materiais e mão de obra) |