HiPIMS Sistemi
HiPIMS Sistemi - ToronHiPIMS™ 1000
Yüksek Güçlü Darbeli Manyetik Püskürtme (HiPIMS) Sistemi
HiPIMS Sistemi, yüksek plazma iyonizasyonu gerektiren araştırma ve üretim amaçlı ince film kaplama için tamamen otomatikleştirilmiş yüksek güçlü darbeli manyetik püskürtme sistemidir. Ayarlanabilir genişlikte 300 ila 1000 VDC'lik yüksek voltaj darbeleri, %70 ila %90 iyonizasyon yoğunluğu oluşturarak film yoğunluğunu, yapışmasını ve uyumluluğunu artıran iyonize metal buharı akışı üretir. SS304 haznesi (30 ila 60 cm, prizmatik veya silindirik), bir ila dört HiPIMS kaynağı ile 10⁻⁷ Torr temel basınca ulaşır. Dokunmatik ekran ve gerçek zamanlı LCD ekranlar, otomatik kaplama döngüsünü yönetir.
Senkronize darbeli DC plazma seçeneği, vakumu bozmadan doğal oksitleri ve kirleticileri gidererek, biriktirmeden önce yerinde alt tabaka yüzey temizliği sağlar. Voltaj-akım-zamanlama izleme ile hedef-örnek senkronizasyonu, darbe iletim dizisi üzerinde hassas kontrol sağlayarak HiPIMS süreçlerinde film yapısı optimizasyonunu destekler. İzolasyon vanalı kütle akış ölçer kontrollü gaz girişleri, nitrürlerin, oksitlerin ve karbürlerin reaktif HiPIMS biriktirilmesi için Ar, N₂ ve diğer proses gazlarını destekler. Hazne, çalışma aralarında bir izolasyon vanası ile vakumu koruyarak, çevrim süresi yükünü azaltır.
Yüzey sıcaklığı, yüzey boyunca homojen film biriktirme için 2 ila 30 rpm dönüş hızıyla 50 ila 600 °C arasında PID kontrollü olarak ayarlanır. Film kalınlığı ve biriktirme hızı, 0.1 Å/s hızında 1 ila 4 QCM'ye sahip çift kanallı bir kontrolör tarafından gerçek zamanlı olarak izlenir ve sensörler üzerinden ortalama çıkış alınır. Sistem, biriktirme öncesinde hazne şartlandırması ve nem giderme için dahili aydınlatma ve 120 °C'lik fırınlama özelliğine sahiptir. Kilitlenebilir tekerlekler üzerinde 75×120 cm'lik bir ayak izi, standart 85 cm'lik kapılardan geçebilir.
HiPIMS Sistemi - ToronHiPIMS™ 1000 Uygulaması
HiPIMS Sistemi, geleneksel manyetik püskürtme yönteminin gelişmiş kaplama ve cihaz uygulamaları için gereken yoğunluk, yapışma ve uyumluluk özelliklerini karşılayamadığı ince film biriktirme gereksinimlerini karşılar. Yüksek iyonlaşma oranı, reaktif gaz kapasitesi ve hedef-örnek senkronizasyonu, geniş bir malzeme ve alt tabaka geometrisi yelpazesinde uygulanabilir olmasını sağlar.
- Sert Kaplama ve Aşınmaya Dayanıklı Film Kaplama: Yüksek film yoğunluğu ve güçlü yapışma gerektiren kesici takımlar, kalıplar ve mekanik bileşenler üzerine TiN, CrN, TiAlN, DLC ve ilgili sert kaplamaların HiPIMS yöntemiyle biriktirilmesi.
- Optik İnce Film AraştırmasıReaktif HiPIMS yöntemiyle TiO₂, SiO₂ ve diğer optik oksit kaplamaların mükemmel stokiyometri kontrolü ve düşük optik saçılım ile biriktirilmesi.
- Yarıiletken ve Mikroelektronik AraştırmalarıBariyer katmanlarının, temas metallerinin ve fonksiyonel oksit filmlerinin, kontrollü alt tabaka sıcaklıklarında boşluksuz, yoğun filmler gerektiren gofret alt tabakalara biriktirilmesi.
- Enerji ve Güneş Hücresi Araştırmalarıİnce film fotovoltaik ve enerji depolama araştırmaları için şeffaf iletken oksitlerin, nitrür emicilerin ve fonksiyonel temas katmanlarının reaktif HiPIMS biriktirme yöntemi
- Biyomedikal İmplant KaplamasıHiPIMS yöntemiyle, film-alt tabaka arayüzünde güçlü yapışma ve düşük kusur yoğunluğu gerektiren implant yüzeylerine biyouyumlu TiN, DLC ve ilgili kaplamaların biriktirilmesi.
- Difüzyon Bariyeri ve Kapsülleme Katmanı KaplamasıMikroelektronik paketleme ve OLED cihaz kapsülleme uygulamaları için yoğun, uyumlu nitrür ve oksit bariyer katmanlarının biriktirilmesi
- Reaktif Nitrür ve Karbür Film AraştırmasıMalzeme bilimi ve yüzey mühendisliği araştırma programları için geçiş metal nitrürlerinin, karbürlerinin ve karbonitrürlerinin kontrollü reaktif HiPIMS biriktirme yöntemi.
HiPIMS Sistemi - ToronHiPIMS™ 1000 Temel Özellikleri
HiPIMS Sistemi, yüksek voltajlı darbeli manyetik püskürtmeyi, PID alt tabaka ısıtmasını, MFM gaz kontrolünü, senkronize darbeli DC yüzey temizliğini ve otomatik katman katman biriktirmeyi tek bir yüksek vakum platformunda birleştirir.
- 300 ila 1000 VDC arasında ayarlanabilir darbelerle %70 ila %90 iyonlaşma yoğunluğu.Çok yüksek plazma iyonizasyonu, HiPIMS'i geleneksel püskürtme yönteminden ayıran en önemli özelliktir ve bu sayede alt tabaka yüzeyinde kontrollü iyon enerjisi sağlanarak film yoğunluğu, yapışma ve uyumluluk artırılabilir.
- 1 ila 4 arasında yapılandırılabilir HiPIMS püskürtme kaynağıTek veya çok hedefli konfigürasyon, tek bir vakum döngüsünde tek malzemeli, birlikte püskürtülmüş veya sıralı çok katmanlı biriktirme için kullanılabilir.
- Gerilim-Akım-Zamanlama Göstergesi ile Hedef-Örnek SenkronizasyonuHedef ve alt tabaka önyargıları arasındaki darbe zamanlaması senkronize edilir ve işlem optimizasyonu ve tekrarlanabilirliği için voltaj, akım ve zamanlama parametreleri gerçek zamanlı olarak görüntülenir.
- Senkronize Darbeli DC Plazma Yüzey TemizliğiSenkronize plazma ile yerinde alt tabaka yüzey hazırlığı, kaplama başlamadan önce vakumu bozmadan doğal oksitleri ve kirleticileri giderir.
- Dokunmatik Ekranlı Tam Otomatik Bilgisayar KontrolüTüm sistem işlemleri, biriktirme süreci boyunca gerçek zamanlı LCD ekran durumunu gösteren dokunmatik ekran paneli aracılığıyla otomatik olarak yönetilir.
- SS304 Hazne (30 ila 60 cm, Prizmatik veya Silindirik)Farklı alt tabaka ve yük konfigürasyonları için çeşitli boyut seçeneklerinde, temiz, elektro-parlatılmış paslanmaz çelik hazne.
- Standart 1 inç, QF, CF ve ISO Geçiş PortlarıYapılandırılabilir port seçimi, esnek geçiş, ölçüm ve proses erişim entegrasyonunu destekler.
- İç Aydınlatma ve 120 °C Pişirme Kapasitesi: Görsel hazne incelemesi için dahili aydınlatma ve yüksek saflıkta üretim öncesinde nemin giderilmesi ve haznenin şartlandırılması için fırınlama seçeneği
- 10⁻⁷ Torr Temel Basınç ve Hızlı Pompalama: 30 dakikada 10⁻⁶ Torr'a ulaşır; kriyojenik pompa ve kuru pompa seçenekleriyle turbomoleküler ve mekanik pompa kombinasyonu.
- Geniş Aralıklı Vakum Kontrolü (1000 ila 10⁻⁹ Torr)Entegre vakum ölçümü ve kontrolü, hem proses gazı girişinde hem de temel vakum izlemesinde tüm basınç aralığını kapsar.
- 50 ila 600 °C PID Altlık IsıtmaGeniş bir aralıkta PID kontrollü alt tabaka sıcaklığı, film kristalliği ve yapışması için yüksek sıcaklıkta biriktirmeyi destekler.
- 2 ila 30 rpm Arasında Ayarlanabilir Numune DöndürmeKaplama işlemi sırasında alt tabaka üzerinde eşit film kalınlığı dağılımı için sürekli olarak ayarlanabilen dönüş
- MFM Kontrollü Gaz Girişleri ve İzolasyon Vanaları: Ar, N₂ ve diğer proses gazlarının kütle akış ölçer kontrollü dağıtımı, inert ve reaktif HiPIMS prosesleri için, Ar veya N₂ hazne dolgusu ile birlikte.
- 1 ila 4 QCM ile 0.1 Å/s Çift Kanallı Kalınlık İzleme: Birden fazla QCM sensörü üzerinden ortalama değer çıktısı ile hassas biriktirme hızı ve kümülatif kalınlık ölçümü
- Otomatik Kapalı Devre Su SoğutmaAktif su soğutma sistemi, HiPIMS çalışması boyunca güç kaynaklarından, hedeflerden ve hazne duvarlarından kaynaklanan ısıyı yönetir.
- Çalışmalar Arasında Vakumda Bekletmeİzolasyon vanası, kullanılmadığı zamanlarda hazneyi vakum altında tutarak, ardışık deneyler arasındaki vakum boşaltma süresini azaltır.
- Tamamen Otomatik Katman Katman KaplamaOtomatik kaplama kontrolü, her katmanı bağımsız olarak kapsar ve manuel müdahaleye gerek kalmadan çok katmanlı işlem dizilerini destekler.
- 75×120 cm Mobil Platform75x120 cm boyutlarındaki, kilitlenebilir tekerlekleri sayesinde standart 85 cm'lik kapılardan geçebilen bu ürün, laboratuvar ve üretim alanlarında esnek bir şekilde yerleştirilebilir.
- Bir Yıl Tam GarantiTasarım, malzeme ve işçilik kapsamı
Teori ve Yöntem
HiPIMS, kısa süreli yüksek voltaj darbeleri sırasında manyetron hedefine son derece yüksek güç yoğunlukları uygulayarak, geleneksel DC veya RF püskürtme yöntemlerine kıyasla çok daha yüksek anlık güç seviyelerine ulaşır. En yüksek darbe gücünde, hedef yakınındaki plazma yoğunluğu hızla artar ve püskürtülen metal atomlarının büyük bir kısmı alt tabakaya ulaşmadan önce iyonize olur. Bu iyonize metal türleri, plazma ve uygulanan önyargı alanları altında hareket ederek, karmaşık alt tabaka geometrilerinde kontrollü biriktirme açısı ve iyileştirilmiş film yoğunluğu sağlar. Darbe genişliği, voltaj ve tekrarlama hızı, malzeme ve işleme göre bağımsız olarak ayarlanabilir.
300 ila 1000 VDC darbe aralığı ve ayarlanabilir genişlik, belirli bir hedef için iyonlaşma oranını belirler. %70 ila %90 arasındaki iyonlaşma yoğunlukları, HiPIMS'i, püskürtülen akının çoğunun geniş açısal dağılıma sahip nötr atomlar olarak alt tabakaya ulaştığı geleneksel püskürtmeden keskin bir şekilde ayırır. Hedef-örnek senkronizasyonu, iyonize akının gelişini uygulanan alt tabaka önyargısıyla koordine ederek, büyüme yüzeyindeki iyon enerjisinin plazma koşulundan bağımsız olarak kontrol edilmesini sağlar. Senkronize Darbeli-DC seçeneği, aynı darbe kapılama yaklaşımını, biriktirmeden önce yerinde yüzey temizliğine kadar genişletir.
Reaktif HiPIMS, MFM kontrollü girişler aracılığıyla N₂, O₂ veya diğer reaktif gazları kullanarak saf metal hedeflerden nitrür, oksit veya karbür filmler oluşturur. Yüksek iyonlaşma oranı, geleneksel reaktif püskürtmede hız kararlılığını sınırlayan histerezis etkisini azaltarak kararlı işlem aralığını genişletir. Bir izolasyon valfi, biriktirmeler arasında hazne vakumunu korur ve 120 °C'lik bir fırınlama seçeneği, düşük temel basınç için hazne duvarlarını şartlandırır. Kriyojenik pompa ve kuru pompa seçenekleriyle birlikte bir turbomoleküler ve mekanik pompa kombinasyonu, 10⁻⁷ Torr temel basınca ulaşır.
HiPIMS Sistemi - ToronHiPIMS™ 1000 Teknik Özellikleri
| Parametre | Özellikler |
|---|---|
| HiPIMS Darbe Gerilimi | 300 - 1000 VDC |
| HiPIMS Darbe Genişliği | Ayarlanabilir |
| Plazma İyonlaşma Yoğunluğu | 70% etmek 90 |
| HiPIMS Kaynaklarının Sayısı | 1 ila 4 (yapılandırılabilir) |
| Hedef-Örnek Senkronizasyonu | Evet; voltaj-akım-zamanlama göstergesi |
| Plazma Yüzey Temizliği | Senkronize Darbeli-DC plazma |
| Gaz Girişleri | Ar, N₂ ve diğerleri; MFM kontrollü; izolasyon vanaları; Ar veya N₂ dolgusu |
| Gövdesinin Malzemesi | SS304 (prizmatik veya silindirik) |
| Oda Boyutları | 30/40/50/60 cm kutu boyutu |
| Oda Yüzey İşlemi | Elektro cilalı |
| Geçiş Portları | Standart 1 inç, QF, CF, ISO |
| İç Aydınlatma | Evet |
| Fırınlama Yeteneği | 120 °C'ye kadar (iç sıcaklık) |
| Taban Basıncı | 10⁻⁷ Torr |
| Çalışma Vakum Seviyesi (Pompalama Süresi) | 30 dakikada 10⁻⁶ Torr |
| Vakum Kontrol Aralığı | 1000 ila 10⁻⁹ Torr |
| Pompa Konfigürasyonu | Turbomoleküler + Mekanik (kriyojenik pompa ve kuru pompa seçenekleri) |
| Örnek Isıtma Aralığı | 50 ila 600 °C (PID kontrollü) |
| Numune Dönme Hızı | 2 - 30 rpm |
| Kalınlık İzleme | Çift kanallı; 0.1 Å/s hassasiyet; 1 ila 4 QCM; ortalama değer |
| Soğutma Sistemi | Otomatik kapalı devre su soğutma |
| Kontrol Sistemi | Tam otomatik bilgisayar kontrolü; dokunmatik ekran paneli; gerçek zamanlı LCD |
| ayak izi | 75 × 120 cm |
| Kapı Boşluğu | Standart 85 cm'lik kapı aralığından geçer. |
| Hareketlilik | Kilitlenebilir tekerlekler |
| Garanti | 1 yıl (tasarım, malzeme ve işçilik) |