混合型PVD沉积系统 - ToronPVD™ DS
热蒸发与磁控溅射组合系统
ToronPVD™ DS 是一款混合型 PVD 沉积系统，它将四通道热蒸发和直流/射频磁控溅射集成于单个 SS304L 不锈钢腔室中，用于多层薄膜沉积和共沉积研究。该系统配备四个 10V 至 250A 的热源，采用专有的盒式共蒸发设计，并与直流/射频溅射源协同工作，提供 1 英寸、2 英寸和 3 英寸三种配置。系统在满载腔室中，一小时内即可达到 10⁻⁸ Torr 的基压和 10⁻⁷ Torr 的真空度。1.5 小时的循环周期和 LabVIEW 触摸屏控制，支持每天进行四到六次实验。
射频（13.6 MHz，300 至 1200 W）和直流（0 至 1000 V，2000 W）电源可满足所有沉积模式下绝缘和导电靶材的需求。数字质量流量控制器 (MFC) 以 0.1 SCCM 的流量控制 Ar、N₂、O₂、He、CH₄ 和 H₂，用于反应性氧化物和氮化物沉积。工作压力可精确控制在 1 至 100 mTorr 范围内，用于等离子体生成。可选的 PID 加热器可在 50 至 700 °C (±1 °C) 的温度下运行，适用于 3 英寸、4 英寸和 6 英寸晶圆。
双通道厚度控制器配备 1 至 4 个精度为 0.1 Å/s 的石英晶体微天平 (QCM)，可监测热源和溅射源的沉积速率和累积厚度。沉积前可选配 ICP、CCP 和 DC-RF 等离子体清洗。SS304L 材质的腔室采用棱柱形或圆柱形结构，表面经电抛光处理，配备标准的 1 英寸 QF、CF 和 ISO 馈通端口、紫外线阻隔观察窗和可旋转快门。该系统尺寸为 L120×W80×H180 cm，可通过带锁轮的标准门道轻松通过。
混合式PVD沉积系统 - ToronPVD™ DS应用
ToronPVD™ DS 适用于需要在单一真空系统中同时进行热蒸发和磁控溅射的研发和生产型 PVD 实验室。在同一抽真空循环中运行两种沉积模式，可缩短处理时间并保持界面清洁度。其四源共蒸发功能和可配置的溅射枪使其非常适合异质多层膜和合金薄膜的研究项目。
- 多层有机/无机器件研究：在单个真空循环中，通过热蒸发依次沉积有机或金属层，并通过溅射沉积氧化物或氮化物薄膜，层间无需排气。
- OLED和有机器件制造：采用热蒸发法制备有机发光层和传输层，并结合溅射沉积导电接触膜，用于OLED和OPV器件的开发
- 共蒸发合金和化合物薄膜研究：同时运行多个热源，用于成分可控的合金和化合物薄膜共蒸发，这需要精确的多材料通量控制。
- 硬涂层和多材料堆叠研究：在单一沉积平台上，将氮化物和氧化物薄膜的反应溅射与热蒸发金属籽晶层或功能层相结合
- 半导体器件原型制作在一次抽真空过程中，即可在最大 6 英寸的晶圆基板上，通过热蒸发沉积金属触点，并通过射频溅射沉积介电薄膜。
- 光学薄膜研究：采用热蒸发金属反射层结合反应射频溅射氧化物涂层，用于光学滤波器、减反射膜和镜面薄膜叠层
- 学术和 University 多源PVD研究：适用于需要同时进行蒸发和溅射的研究项目，无需在沉积步骤之间单独更换设备。
混合式PVD沉积系统 - ToronPVD™ DS 主要特点
ToronPVD™ DS 将四源热共蒸发、直流/射频磁控溅射、MFC 气体控制、PLC 自动化和双通道厚度监测集成在一个高真空平台上，用于多层和多材料薄膜研究。
- 四个 10V 至 250A 热源，采用 2×2 共蒸发配置采用专有盒式设计的高电流共蒸发源，可防止交叉污染，并方便更换蒸发器和蒸发篮。
- 专有盒装源设计封闭式源结构可防止相邻坩埚之间蒸发剂交叉接触，从而保持共沉积薄膜的成分纯度。
- 直流/射频溅射源（1英寸、2英寸、3英寸），85毫米柔性头设计：适用于磁性和非磁性靶材，配备柔性头，可在所有源位置灵活安装和对准靶材
- 射频电源（13.6 MHz，300 至 1200 W）涵盖研究和生产功率水平下的绝缘靶材以及氧化物和氮化物薄膜的反应溅射。
- 直流电源（0至1000伏，2000瓦）用于金属靶溅射和热共蒸发源运行的高功率直流电源
- 10⁻⁸ Torr 基准压力，1 小时内压力上升 10⁻⁷ Torr（已加载）：配备低温泵和干泵选项的涡轮分子泵和机械泵组；快速抽真空功能支持 1.5 小时的实验周期。
- 宽范围真空控制（1000 至 10⁻⁹ Torr）：在单个测量系统中涵盖热蒸发和溅射沉积模式的整个压力范围
- 精确的等离子体压力控制（1 至 100 毫托）：在溅射和反应沉积过程中，可独立设定压力以保持等离子体条件的稳定性
- 数字式MFC气体控制（Ar、N₂、O₂、He、CH₄、H₂），灵敏度为0.1 SCCM：用于惰性气体和反应性沉积的六种气体MFC输送，涵盖蒸发和溅射模式。
- 使用 1 至 4 个 QCM 进行 0.1 Å/s 双通道厚度监测：同时对活性热源和溅射源通道进行精确的速率和厚度测量
- 可选配 50 至 700 °C PID 基板加热器（±1 °C）：用于控制薄膜结晶度和附着力的基板温度，兼容 3 英寸、4 英寸和 6 英寸晶圆以及 1 至 10 厘米的样品附件
- 2 至 30 转/分 样品旋转：可连续调节旋转，以实现基板表面均匀的薄膜厚度分布
- 可选的ICP、CCP和DC-RF基板等离子清洗：沉积前在不破坏真空的情况下进行原位衬底表面处理
- 带互锁功能的自动闭环水冷热管理系统可防止在没有活性冷却剂的情况下运行，从而保护等离子源和热源组件。
- 节气门、通气和隔离阀配置精确的过程压力控制；实验间隙，腔室通过隔离阀保持真空状态。
- SS304L 腔体（棱柱形或圆柱形），表面经电抛光处理：轻柔洁净的表面，配备标准的 1 英寸 QF、CF 和 ISO 直通端口，可灵活集成
- 内置照明、100°C烘烤、紫外线阻隔窗口和可旋转百叶窗：用于过程监控、调节和除湿的全套腔室配件
- 可通过添加额外的热源和溅射源轻松升级模块化架构支持随着研究需求的增长而扩展资源数量。
- LabVIEW触摸屏控制，带全面板备份：所有源、气体、真空和旋转功能均实现自动化顺序管理，并始终提供手动面板备份。
- 实验周期为1.5小时，每天可进行4至6次实验。快速抽真空和工艺循环支持每日多次运行吞吐量
- L120×W80×H180 厘米 带锁定轮的移动平台：全尺寸组合系统，占地面积大，可通过标准门道，便于灵活布置实验室。
- 设计、材料和工艺均享有一年保修：系统组件、设计质量和制造方面的年度保修
理论与方法
热蒸发和磁控溅射各有优势，能够处理对方无法覆盖的材料类型和沉积条件，因此将它们结合在单个真空腔中，对于复杂的多层器件结构而言非常实用。热蒸发通过加热电阻源使其汽化，产生适用于接触金属和有机发射极的洁净金属和有机助熔剂。磁控溅射则利用等离子体将原子从固体靶材中溅射出来，覆盖难熔金属、氧化物和氮化物。将这两种方法结合在一个真空循环中，可以消除有机-无机界面和金属-介质界面处的空气污染。
采用 2×2 共蒸发配置的四个热源可同时进行多种材料的沉积，用于制备合金、成分梯度和化合物薄膜。专有的盒式热源设计可防止相邻坩埚之间的交叉污染，并简化源材料的更换。直流/射频溅射装置采用 1 英寸、2 英寸和 3 英寸的柔性喷头配置，可同时处理磁性和非磁性靶材以及热源。配备 1 至 4 个石英晶体微天平 (QCM) 的双通道厚度控制器可监测所有活性热源的沉积速率，速率为 0.1 Å/s。
涡轮分子泵和机械泵的组合可在1小时内将腔室的基准压力提升至10⁻⁸ Torr，对于装满等离子体的腔室，则可实现10⁻⁷ Torr的真空度。宽范围真空控制（1000至10⁻⁹ Torr）和精确的等离子体生成压力控制（1至100 mTorr）可满足所有操作条件。配备全面板备份的LabVIEW触摸屏控制系统可管理光源电源、气体、真空和旋转顺序。可选的ICP、CCP或DC-RF等离子体清洗装置可在沉积前对基片表面进行预处理。
混合式PVD沉积系统 - ToronPVD™ DS技术规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 射频电源 | 13.6 MHz，300 至 1200 瓦 |
| 直流电源 | 0 至 1000 伏直流电，2000 瓦 |
| 基准压力 | 10⁻⁸托 |
| 工作真空（已装载，1 小时） | 10⁻⁷托 |
| 真空控制范围 | 1000 至 10⁻⁹ 托 |
| 泵配置 | 涡轮分子泵 + 机械泵（可选低温泵和干式泵） |
| 溅射压力范围 | 1 至 100 毫托 |
| 热蒸发源 | 4（10V 至 250A；2×2 共蒸发配置） |
| 源设计 | 专用盒装（防止交叉污染） |
| 溅射源 | 直流/射频；1英寸、2英寸、3英寸目标；85毫米柔性头 |
| 磁性/非磁性溅射 | 是 |
| 气体输入 | Ar、N₂、O₂、He、CH₄、H₂；数字式微生物燃料电池；灵敏度：0.1 SCCM |
| 材料商会 | SS304L（棱柱形或圆柱形）；电抛光 |
| 馈通端口 | 标准 1 英寸、QF、CF、ISO |
| 基板加热（可选） | 50 至 700 °C（PID，±1 °C） |
| 晶圆兼容性 | 3”、“4”、“6”；1至10厘米样品附件 |
| 样品旋转速度 | 2到30 rpm |
| 等离子清洗（可选） | ICP、CCP、DC-RF |
| 厚度监测 | 双通道；0.1 Å/s；1 至 4 个石英晶体微天平 |
| 内部烘焙 | 最高100°C |
| 观察窗 | 紫外线阻隔；可旋转快门 |
| 冷却系统 | 自动闭环水冷（联锁保护） |
| 控制系统 | LabVIEW触摸屏；全面板备份 |
| 实验周期时间 | 1.5 小时（每天 4 至 6 次实验） |
| Footprint | 长 120 x 宽 80 x 高 180 厘米 |
| 门间隙 | 通过标准门 |
| 流动性 | 可锁轮子 |
| 保修政策 | 1年（设计、材料和工艺） |