磁控溅射系统 - ToronSputter™ Mag
ToronSputter™ Mag 是一款全自动磁控溅射系统，适用于研究和生产薄膜沉积，采用直流和射频电源。直流电源可提供 0 至 1000 V、2000 W 的电压，用于导电靶材；射频电源频率为 13.56 MHz，功率为 300 至 1200 W，适用于绝缘体和反应性工艺。系统配备 1 至 4 英寸直径的靶材，并可设置 1 至 4 个磁控源，从而实现单靶和多靶沉积。SS304 材质的腔室（30 至 60 厘米）可在 20 分钟内达到 10⁻⁸ Torr 的基压和 2×10⁻⁶ Torr 的真空度。
三通道MFM气体控制系统（Ar、N₂、O₂、He、CH₄、H₂）支持1至100 mTorr范围内的惰性气体和反应性溅射，并配备节流阀、排气阀和隔离阀，可实现精确的压力设定。电容式压力计可在反应过程中提供额外的等离子体压力测量。PID加热（温度范围50至700 °C）和2至30 rpm的转速，以及通过基片偏置进行射频等离子体清洗，用于制备基片。宽范围真空控制系统（1000至10⁻⁹ Torr）和120 °C烘烤系统可维持基压和腔室状态。
配备 1 至 4 个 QCM（石英晶体微天平）的双通道厚度控制器，运行速度为 0.1 Å/s，由 LabVIEW 自动化系统管理，可全自动控制每一层的沉积顺序。SS304 材质的沉积腔提供 30/40/50/60 cm 四种配置，表面经电抛光处理，并配备标准的 1 英寸、QF、CF 和 ISO 接口。自动启停式闭环水冷系统和带有可旋转快门的观察窗可监控沉积过程。75×120 cm 的占地面积，配有可锁定的轮子，可通过标准门道，内部照明并具备 120 °C 的烘烤能力。
磁控溅射系统 - ToronSputter™ Mag 应用
ToronSputter™ Mag 为 PVD 研究和生产设施提供服务，这些设施需要对各种导电和绝缘材料进行直流和射频磁控溅射，具有多靶灵活性和精确的反应溅射控制。
- 半导体和微电子研究：利用直流和射频磁控溅射技术，以可控的速率和成分，在晶圆衬底上沉积金属触点、阻挡层和介电薄膜。
- 光学薄膜沉积采用电容式压力计压力控制，利用反应射频溅射法制备TiO₂、SiO₂及其他光学氧化物涂层，以实现化学计量比精度。
- 硬质涂层和耐磨表面工程：在切削刀具、模具和机械部件上反应式直流和射频溅射TiN、CrN、TiAlN和DLC薄膜
- 能源设备研究：用于薄膜太阳能电池、燃料电池和储能器件研究的透明导电氧化物、阻挡层和金属触点的溅射
- 材料科学与合金薄膜研究用于成分研究和结构-性能研究的合金、化合物薄膜和混合氧化物的多靶共溅射
- 电子和射频元件涂层直流溅射金、铝、钛和其他导电金属，用于电子封装、射频连接器和精密元件金属化
- 学术和 University PVD实验室：一个灵活的多源平台，用于涵盖广泛薄膜沉积材料和技术的教学和材料研究。
磁控溅射系统 - ToronSputter™ Mag 主要特点
ToronSputter™ Mag 将直流和射频磁控溅射与三通道 MFM 气体控制、LabVIEW 层自动化和电容式压力计等离子体压力监测集成在一个多靶高真空溅射平台中。
- 1至4个直流/射频磁控溅射源（1英寸至4英寸靶材）：可配置的单源至四源布局，用于单材料、共溅射和顺序多层薄膜沉积
- 直流电源（0至1000伏，2000瓦）用于导电靶溅射的高功率直流电源，具有电压控制沉积速率
- 射频电源（13.56 MHz，300 至 1200 W）涵盖绝缘靶溅射以及反应性氧化物和氮化物工艺所需的射频功率范围。
- 3通道MFM气体控制（Ar、N₂、O₂、He、CH₄、H₂）：用于三个独立气体通道的实时电子控制和显示，支持惰性溅射和反应溅射
- 用于测量等离子体压力的附加电容式压力计专用电容式压力计可在反应溅射过程中提供精确的等离子体压力测量
- 节流阀、通气阀和隔离阀，精度范围 1 至 100 mTorr：精确调节工作压力，以控制反应工艺气体并维持等离子体稳定性
- 基础压力为 10⁻⁸ Torr，20 分钟内压力上升 2×10⁻⁶ Torr使用涡轮分子泵和机械泵快速抽真空至工作真空；可选配低温泵和干式泵。
- 宽范围真空控制（1000 至 10⁻⁹ Torr）：从大气压到深真空的集成真空测量和控制，适用于工艺气体和基准压力监测
- 基于 LabVIEW 的逐层沉积控制通过PC控制的LabVIEW自动化系统独立管理每个沉积层，支持复杂的多层工艺流程。
- 使用 1 至 4 个 QCM 进行 0.1 Å/s 双通道厚度测量：可同时在多达四个 QCM 通道上进行可扩展的多传感器厚度和速率监测
- 50 至 700 °C PID 基板加热采用PID控制的基板温度管理，在高温下进行沉积，以提高薄膜的结晶度和附着力。
- 2 至 30 转/分 样品旋转可调节的基板旋转有助于在基板表面形成均匀的薄膜厚度分布。
- 样品等离子清洗单元（射频基底偏置）原位射频等离子清洗可在沉积前去除表面原生氧化物，且不会破坏真空。
- 自动启停闭式循环水冷自动热管理功能可根据系统状态自动激活和关闭冷却装置，从而在整个运行过程中保护光源和腔室。
- 带隔离阀的真空保持装置主腔室在不使用时保持真空状态，从而减少了连续实验之间的抽真空时间。
- SS304 腔体（30 至 60 厘米，棱柱形或圆柱形）：多种箱体尺寸可选，内表面洁净，经电抛光处理，并配有 SS304 不锈钢内衬。
- 标准 1 英寸、QF、CF 和 ISO 直通端口可配置端口选择，实现灵活的馈通、压力表和工艺气体集成
- 内置照明和120°C烘烤能力：用于腔室检查和烘烤的内部照明，以进行调节和去除残留水分
- 带旋转百叶窗的前视窗：可通过旋转快门直接观察过程，实现精确的沉积时间控制。
- 全自动电脑控制，带触摸屏面板触摸屏和实时液晶显示屏在整个过程中自动管理系统所有操作。
- 1.5 小时实验周期快速的抽真空和工艺循环支持研发和生产项目持续的多批次运行吞吐量
- 75×120厘米带锁定轮的移动平台紧凑的占地面积可通过标准门道，并允许在设施内重新定位。
- 设计、材料和工艺均享有一年保修：系统组件、设计和制造质量的年度保障
理论与方法
磁控溅射通过电离工艺气体产生离子，这些离子轰击阴极靶，溅射出的原子在基底上凝结成薄膜。磁场将等离子体约束在靶面附近，从而在低工作压力下提高离子密度和溅射产率。直流电源适用于0至1000V的导电靶；13.56MHz的射频电源可消除绝缘体上的电荷积累。这使得溅射材料范围扩展到氧化物、氮化物以及陶瓷靶材的介电薄膜。
包含一至四个源的多靶配置允许在单个抽真空循环中进行顺序沉积，从而减少材料层之间的污染。同时供电的源进行共溅射，无需单独的沉积步骤即可制备成分梯度和合金薄膜。反应溅射在金属靶溅射过程中，通过MFM控制的输入引入N₂或O₂，无需化合物靶即可形成氮化物或氧化物薄膜。节流阀和电容式压力计控制可在1至100 mTorr的反应工艺窗口内维持稳定的等离子体压力。
LabVIEW自动化系统管理整个层级顺序，控制每个步骤的快门时序、功率水平和气体流量，无需操作员在层间干预。通过衬底偏置进行射频等离子清洗，可在沉积前去除原生氧化物，从而提高薄膜与衬底界面的附着力。PID衬底加热温度控制在50至700°C，有助于提高薄膜的结晶度和表面扩散。隔离阀在两次沉积之间保持主腔室的真空状态，无需为后续沉积进行抽真空操作。
磁控溅射系统 - ToronSputter™ Mag 技术规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 直流电源 | 0 至 1000 伏直流电，2000 瓦 |
| 射频电源 | 13.56 MHz，300 至 1200 瓦 |
| 溅射源数量 | 1 至 4（直流/射频） |
| 目标直径 | 1“，2”，3“，4” |
| 基准压力 | 10⁻⁸托 |
| 工作真空度（抽真空时间） | 20 分钟内达到 2×10⁻⁶ Torr |
| 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） |
| 溅射工作压力范围 | 1 至 100 毫托（节流阀控制） |
| 血浆压力测量 | 附加电容式压力计 |
| 材料商会 | SS304（棱柱形或圆柱形）；电抛光 |
| 腔室尺寸 | 30/40/50/60厘米盒子尺寸 |
| 馈通端口 | 标准 1 英寸、QF、CF、ISO |
| 观察窗 | 前视窗；可旋转百叶窗 |
| 内部照明 | 是 |
| 烘焙能力 | 最高温度 120 °C（内部） |
| 气体输入 | Ar、N₂、O₂、He、CH₄、H₂；3通道MFM；实时电子显示 |
| 阀门配置 | 节气门、通风阀和隔离阀 |
| 基板加热 | 50 至 700 °C（PID 控制） |
| 样品旋转速度 | 2到30 rpm |
| 等离子清洗 | 通过衬底偏置的射频等离子体 |
| 厚度监测 | 双通道；精度 0.1 Å/s；1 至 4 个 QCM |
| 控制系统 | 全自动计算机控制；触摸屏面板；实时液晶显示屏；LabVIEW |
| 冷却系统 | 自动启停闭式水冷 |
| 实验周期时间 | 完成。 |
| Footprint | 75 120×厘米 |
| 门间隙 | 可通过标准门道 |
| 流动性 | 可锁轮子 |
| 保修政策 | 1年（设计、材料和工艺） |