Çan Şeklinde Termal Buharlaştırma ve Püskürtme Sistemi
Bell-Jar Termal Buharlaştırma ve Püskürtme Sistemi - ToronEva™ BJT
ToronEva™ BJT, araştırma sınıfı PVD ince film kaplaması için tamamen otomatik bir çan tipi termal buharlaştırma ve püskürtme sistemidir. 2 inçlik bir DC püskürtme tabancası ve iki termal buharlaştırma kaynağı aynı hazneyi paylaşarak, havalandırma gerektirmeden sıralı veya birleşik kaplamaya olanak tanır. DC ve RF püskürtme seçenekleri, üç kanallı MFC gaz kontrolü ve 1 saatlik çevrim süresi, hem standart hem de reaktif kaplama işlemlerini destekler. Sistem, 10⁻⁷ Torr temel basınca ve 10⁻⁶ Torr çalışma basıncına 30 dakikadan kısa sürede ulaşır.
Püskürtme gücü, hem iletken hem de yalıtkan hedef malzemeleri kapsayacak şekilde 600 VDC, 3 A DC veya 300 W, 13.56 MHz RF olarak seçilebilir. Üç kanallı bir MFC sistemi, Ar, N₂ ve O₂ girişlerini 0.1 sccm hassasiyetle gerçek zamanlı dijital karıştırma ile kontrol ederek inert ve reaktif gaz püskürtmesini destekler. Kısma, havalandırma ve izolasyon vanaları, 1 ila 100 mTorr püskürtme çalışma aralığında hassas manuel basınç ayarı sağlar. Otomatik havalandırma ve N₂ geri doldurma, biriktirmeler arasında hazne döngüsünü basitleştirir.
Termal buharlaştırma tarafı, 2000 W (8 V - 300 A) güç kaynağı ve buharlaştırıcı çapraz temasını ve hazne kirlenmesini önleyen özel bir kutu kaynak tasarımı kullanır. Numune tutucular, 2", 3" ve 4" wafer'ları, 1×3" lamellaları ve yaylı klipsler aracılığıyla küçük numuneleri kabul ederek geniş bir yelpazede alt tabaka geometrisini kapsar. Kaynak-alt tabaka mesafesi, biriktirme hızını ve homojenliği optimize etmek için ayarlanabilir. Kaldırma mekanizmalı isteğe bağlı bir paslanmaz çelik çan kavanozu, daha büyük alt tabakalar veya toplu yükler için sistemi genişletir.
Çan Şeklinde Termal Buharlaştırma ve Püskürtme Sistemi - ToronEva™ BJT Uygulamaları
ToronEva™ BJT, tek bir iş akışı içinde birden fazla kaplama yönteminin gerekli olduğu araştırma laboratuvarlarında birleşik PVD yeteneklerine yönelik artan ihtiyacı karşılamaktadır. Sistemin hibrit termal buharlaştırma ve püskürtme konfigürasyonu, ekipman alanını azaltır ve ayrı sistemler arasında alt tabakaların aktarılması sırasında ortaya çıkan çapraz kontaminasyon risklerini ortadan kaldırır.
- Akademik ve University Araştırma LaboratuvarlarıMalzeme bilimi ve cihaz fiziği çalışmaları için metalik, oksit ve bileşik ince filmlerin biriktirilmesi; tek bir vakum döngüsü içinde hem buharlaştırma hem de püskürtme ile biriktirilmiş katmanlar gerektirir.
- Yarıiletken Cihaz PrototiplemeVakum ortamını bozmadan, ardışık buharlaştırma ve reaktif püskürtme biriktirme yöntemleri kullanılarak silikon levhalar üzerine metal kontakların, geçit oksitlerinin ve dielektrik katmanların üretimi
- Organik Elektronik ve OLED AraştırmalarıOrganik yayıcı katmanların termal buharlaştırma yöntemiyle birleştirilmesi ve püskürtme yöntemiyle kaplanmış şeffaf iletken oksit kontakların kullanılmasıyla OLED ve organik fotovoltaik cihaz geliştirilmesi.
- Optik Kaplama Araştırması: Oksit katmanlarının RF püskürtme yöntemiyle kaplanması ve metal üst katmanların termal buharlaştırma yöntemiyle kaplanmasıyla metalik aynaların, yansıma önleyici katmanların ve optik filtrelerin biriktirilmesi.
- MEMS ve NEMS ÜretimiMikrocihaz prototip geliştirme için püskürtme yöntemiyle biriktirilmiş yapışma katmanlarını termal buharlaştırma yöntemiyle biriktirilmiş üst katmanlarla birleştiren metalizasyon ve fonksiyonel film biriktirme.
- Güneş Hücresi ve Fotovoltaik Araştırmalarıİnce film fotovoltaik hücre yapılarının prototipini oluşturmak için buharlaştırma ve reaktif püskürtme yöntemleriyle temas katmanları, soğurucu filmler ve tampon katmanlarının biriktirilmesi
- Malzeme Bilimi ve Yüzey MühendisliğiKontrollü reaktif gaz ortamında eş zamanlı veya ardışık olarak biriktirilen malzeme sistemlerinde ince film bileşiminin ve özelliklerinin incelenmesi
Çan Şeklinde Termal Buharlaştırma ve Püskürtme Sistemi - ToronEva™ BJT Temel Özellikleri
ToronEva™ BJT, termal buharlaştırma ve DC/RF manyetik püskürtme yöntemlerini tek bir çan biçimli platformda birleştirerek, iki farklı biriktirme yönteminin esnekliğini tek bir vakum sisteminin rahatlığıyla sunar.
- 1 Saatlik Döngü Süresiyle Tam Otomatik Vakum YönetimiPanel kontrollü çalışma, havalandırmadan biriktirmeye kadar olan tüm döngüyü yaklaşık bir saatte tamamlayarak, işlemler arasındaki arıza süresini en aza indirir.
- Pyrex Cam veya SS304 Çan Şeklinde KavanozOperatör, proses kimyasına uygun hazne malzemesini seçer; taban plakasında esnek geçiş entegrasyonu için standart 1 inçlik portlar bulunur.
- Çok Formatlı Numune Tutucu Seçimi2", 3" ve 4" ebatlarındaki wafer'ları, 1×3" ebatlarındaki lamelleri ve yaylı klipslerle tutulan küçük numuneleri barındırır ve çok çeşitli alt tabaka geometrilerini destekler.
- Ayarlanabilir Kaynak-Alt Tabaka MesafesiOda modifikasyonuna gerek kalmadan hem buharlaştırma hem de püskürtme işlemleri için biriktirme geometrisini optimize eder.
- SS304 İç Koruma CeketiOdanın içini doğrudan buharlaşmaya maruz kalmaktan koruyarak, kirlenme birikimini azaltır ve servis aralıklarını uzatır.
- Hızlı Pompalama ile 10⁻⁷ Torr Taban Basıncı30 dakikadan kısa sürede 10⁻⁶ Torr çalışma basıncına ulaşarak hem buharlaştırma hem de püskürtme işlemleri için hızlı çevrim süreleri sağlar.
- Turbomoleküler ve Mekanik Pompa YığınıSS316 esnek hortum ve toz filtresiyle birlikte kullanılan pompalar, UHV seviyelerine kadar temiz, düşük kirlilikli vakum sağlar.
- Geniş Aralıklı Vakum Kontrolü (1000 ila 10⁻⁹ Torr)Otomatik havalandırma ve N₂ geri dolumuna sahip entegre kontrol ve ölçüm sistemi, manuel vana sıralamasını ortadan kaldırır.
- Entegre Kapalı Devre Su SoğutucuOtomatik termal yönetim, sürekli çalışma sırasında sistem bileşenlerini korumak için soğutmayı etkinleştirir ve devre dışı bırakır.
- 2000 W Termal Buharlaştırmalı Güç Kaynağı8 V - 300 A çıkış gücü, geniş bir akım aralığında metallerin, organik maddelerin ve alaşımların dirençli buharlaştırmasını sağlar.
- Tescilli Kutu Kaynaklı Buharlaştırma Tasarımıİki termal kaynağın kutu şeklinde bir muhafaza ile birleştirilmesi, kaynaklar arası ve hazneler arası kirlenmeyi önleyerek, ardışık kaplamalar boyunca malzeme saflığını korur.
- 2 İnç DC Püskürtme Tabancası: Kaynağın üzerine yerleştirilen alt tabakalara doğrudan görüş hattı üzerinden kaplama yapılması için taban plakası üzerine konumlandırılmıştır.
- DC veya RF Püskürtme Güç Kaynağı600 VDC, 3 A anahtarlamalı güç kaynağı iletken hedefleri işler; 300 W, 13.56 MHz RF seçeneği ise dielektrik ve yalıtkanlara yönelik yetenekleri genişletir.
- Üç Kanallı MFC Gaz Kontrolü: 0.1 sccm hassasiyetle Ar, N₂ ve O₂ akışlarının gerçek zamanlı dijital yönetimi, kararlı inert ve reaktif püskürtme gazı bileşimlerini mümkün kılar.
- Hassas Püskürtme Basıncı Kontrolü (1 ila 100 mTorr)Kısma, havalandırma ve izolasyon vanaları, püskürtme işleminin tüm çalışma aralığı boyunca çalışma basıncının hassas manuel ayarlanmasına olanak tanır.
- Argon ve Reaktif Gaz PüskürtmeOksit ve nitrür ince filmler, N₂ veya O₂ reaktif gazı kullanılarak doğrudan biriktirilebilir, böylece bileşik hedeflere olan ihtiyaç ortadan kalkar.
- Elektrik Kesintisinde Otomatik Kapanma ve Vakum Tutma ÖzelliğiGüç kaybında güvenli kapanma ve hazne vakumunun korunması, numuneleri korur ve atmosferik etkilere maruz kalmasını önler.
- Servo Kontrollü Çift Kaynaklı DeklanşörTek bir ortak servo tahrikli deklanşör, her iki termal kaynak için de biriktirme başlangıç ve bitiş zamanlamasını eş zamanlı olarak yönetir.
- Tek Dokunuşla Havalandırma KontrolüTek bir düğme, hazneye erişim için otomatik vakum yönetimini başlatarak manuel kademeli valf işlemlerinin yerini alır.
- Sezgisel Arayüzlü Kompakt Mobil Platform75×120 cm taban alanına sahip, kilitlenebilir tekerlekli ve günlük laboratuvar kullanımı için net, kullanıcı dostu kontrol düzenine sahip bir cihaz.
- Standart Kapı Girişi MesafesiSistem, standart 85 cm'lik bir kapıdan geçerek, geleneksel koridor genişliklerine sahip binalarda kurulum engellerini ortadan kaldırır.
- DC-RF Püskürtme ve Termal Buharlaştırma Seçeneklerinin BirleştirilmesiTermal buharlaştırma ve püskürtme kaynakları aynı işlem içinde çalıştırılabildiğinden, tek bir vakum döngüsünde heterojen çok katmanlı film yığınları oluşturulabilir.
- Opsiyonel Paslanmaz Çelik Çan Şeklinde Vana ve VinçEntegre kaldırma mekanizmasına sahip paslanmaz çelik çan biçimli hazne yükseltmesi, daha büyük substrat yüklerini işleyen sistemler için hazneye erişimi kolaylaştırır.
- Bir Yıl Tam GarantiTasarım, malzeme ve işçilik güvencesi, sistemin uzun vadeli güvenilirliğine dair güven sağlar.
Teori ve Yöntem
ToronEva™ BJT, ortak bir çan biçimli hazne içinde, birbirini tamamlayıcı iki PVD mekanizması olan termal buharlaştırma ve manyetron püskürtme ile çalışır. Termal buharlaştırma, 2000 W güç kaynağı ile dirençli bir tekne, bobin veya sepetten kaynak malzemeyi buharlaşana kadar hareket ettirir. Atomlar, yüksek vakumda görüş hattı boyunca bir yörüngede hareket eder ve yukarıdaki alt tabaka üzerinde yoğunlaşır. Bu mekanizma, alt tabaka ısıtmasının ve iyon bombardımanının en aza indirilmesi gereken yüksek saflıkta metalik ve organik filmler için tercih edilir.
Püskürtme işlemi, düşük basınçlı argon plazmasından gelen enerjik iyonlarla katı bir hedefi bombardıman ederek çalışır. DC magnetron konfigürasyonu, plazmayı manyetik alanla hedef yüzeyine yakın tutarak püskürtme verimini ve biriktirme hızını artırır. Püskürtülen atomlar, termal olarak buharlaştırılan atomlardan daha yüksek kinetik enerjiyle alt tabakaya ulaşır ve daha güçlü yapışma ve daha iyi basamak kaplaması ile daha yoğun filmler üretir. 13.56 MHz'deki RF beslemesi, bunu DC plazmayı sürdüremeyen oksitler ve nitrürler gibi yalıtkan hedeflere de genişletir.
Reaktif püskürtme, MFC kontrollü gaz hatları aracılığıyla N₂ veya O₂ ekleyerek doğrudan alt tabaka üzerinde nitrür veya oksit filmler oluşturur ve bileşik hedeflere olan ihtiyacı ortadan kaldırır. Üç kanallı MFC sistemi, her gaz akışını 0.1 sccm çözünürlükte bağımsız olarak ayarlar ve kısma valfi kontrolü, 1 ila 100 mTorr aralığında hassas çalışma basıncını korur. Reaktif püskürtme ile biriktirilmiş katmanların termal olarak buharlaştırılmış metal üst katmanlarla birleştirilmesi, vakumu bozmadan çok malzemeli yapılar oluşturur ve arayüz temizliğini korur. Servo kontrollü bir deklanşör, her iki termal kaynakta da biriktirme zamanlamasını eş zamanlı olarak yönetir.
Çan Şeklinde Termal Buharlaştırma ve Püskürtme Sistemi - ToronEva™ BJT Teknik Özellikleri
| Parametre | Özellikler |
|---|---|
| Termal Buharlaştırmalı Güç Kaynağı | 2000 W (8 V – 300 A) |
| Püsküren Güç Kaynağı | 600 VDC, 3 A (DC) veya 300 W, 13.56 MHz (RF) |
| Taban Basıncı | 10⁻⁷ Torr |
| Çalışma Vakum Seviyesi (Pompalama Süresi) | 10⁻⁶ Torr ≤30 dakika içinde |
| Çevrim Süresi | ~1 saat (havalandırmadan çökelmeye kadar) |
| Vakum Kontrol Aralığı | 1000 ila 10⁻⁹ Torr |
| Püskürtme Çalışma Basıncı Aralığı | 1 ila 100 mTorr (gaz kelebeği valfi aracılığıyla manuel) |
| Pompa Konfigürasyonu | Türbomoleküler + Mekanik |
| Pompa Hortumu | Toz filtreli SS316 esnek hortum |
| Çan Şeklinde Malzeme | Pyrex cam veya SS304 silindir |
| Çan Kavanozu Bağlantı Noktaları | Standart 1 inç, taban plakası üzerinde |
| İç Koruma Ceketi | SS304 silindirik |
| Püskürtme Tabancası | 1 × 2 inç DC püskürtme tabancası (taban plakasına monte edilmiş) |
| Termal Buharlaşma Kaynakları | 2 (özel kutu kaynaklı tasarım) |
| Numune Tutucu Seçenekleri | 2", 3", 4" gofretler; 1×3" lameller; küçük numune yaylı tutucu |
| Kaynak-Alt Tabaka Mesafesi | Ayarlanabilir |
| Gaz Girişleri | Ar, N₂, O₂; MFC kontrollü, 3 kanallı, 0.1 sccm hassasiyet |
| Gaz Kontrolü | Gerçek zamanlı dijital; bağımsız kanal karıştırma |
| Valf Yapılandırması | Kısma, havalandırma ve izolasyon vanaları |
| Püskürtme Modları | DC Argon; reaktif (N₂ veya O₂) |
| Shutter | Servo kontrollü, iki termal kaynağa ortak. |
| Soğutma Sistemi | Kapalı devre su sebili (otomatik açma/kapama) |
| Vakum Yönetim Fonksiyonları | Otomatik havalandırma; N₂ dolgusu |
| ayak izi | 75 × 120 cm |
| Kapı Boşluğu | Standart 85 cm'lik kapı aralığından geçer. |
| Hareketlilik | Kilitlenebilir tekerlekler |
| İsteğe Bağlı Yapılandırmalar | DC-RF kombine püskürtme; vinçli paslanmaz çelik çan biçimli cam fanus. |
| Garanti | 1 yıl (tasarım, malzeme ve işçilik) |