PECVD管式炉 - ToronTF™ PECVD
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）管式炉系统
ToronTF™ PECVD 是一款 PECVD 管式炉，它将 1100 °C 的石英管式炉与 300 W、13.56 MHz 的电感耦合等离子体源相结合。ICP 等离子体激活石英样品区内的前驱体气体，从而能够在比热 CVD 更低的温度下进行沉积，并提高薄膜质量。直径 50、80 或 100 mm、长度 1000 mm 的石英管可容纳不同尺寸的样品。±1 °C 的 PID 控制可在 1100 °C 的整个工作温度范围内保持稳定的沉积条件。
三通道MFC气体控制系统可管理Ar、N₂、O₂、H₂、CH₄和NH₃的纯气或混合气，并可选配额外通道。节流阀、排气阀和隔离阀在PLC自动真空控制下，维持1至100 mTorr的工作压力。用户可自定义可编程加热曲线，并可调节加热步长，从而控制每次运行的热升温和保温顺序。PC触摸屏和控制面板操作灵活便捷；闭式循环水冷系统可在沉积过程中保护系统组件。
石英样品架将等离子体限制在样品沉积区内，防止等离子体与腔室壁接触，从而减少污染。便捷的样品装载门方便在沉积运行间隙进行样品装卸。75×120厘米的占地面积，配备可锁定轮，可通过标准门道，220V、16A的电源要求简化了设备安装。50毫米、80毫米和100毫米三种石英管直径可选，以适应不同的样品尺寸和工艺气体流量。
PECVD管式炉 - ToronTF™ PECVD应用
ToronTF™ PECVD 适用于需要在各种薄膜材料上进行等离子体增强化学气相沉积的研究和学术实验室。它结合了等离子体活化和管式炉加热技术，能够实现仅靠热化学气相沉积或等离子体单独沉积无法实现的工艺。其紧凑的管式结构和灵活的气体配置非常适合材料科学、半导体和能源研究项目。
- 金刚石和类金刚石碳薄膜沉积：等离子体活化烃类气体分解法，用于在低于热化学气相沉积法所需衬底温度下研究类金刚石碳和纳米晶金刚石薄膜。
- 氮化硅薄膜研究：NH₃和N₂前驱体等离子体分解法制备半导体和光伏器件中的Si₃N₄钝化层、栅极介质和封装膜
- 二氧化硅薄膜沉积在可控沉积温度下，利用O₂等离子体增强氧化和共沉积工艺研究SiO₂栅极介质、绝缘层和钝化膜。
- 碳纳米管和石墨烯的生长在可控温度和气体环境下，利用等离子体活化催化剂基底上的烃类分解进行碳纳米管生长和石墨烯合成
- 非晶硅和薄膜太阳能电池研究：用于薄膜光伏器件层研究和原型制作的非晶硅和氮化硅薄膜的PECVD沉积
- 表面氮化和等离子体处理：利用N₂或NH₃等离子体对金属和半导体表面进行等离子体氮化，以在不完全沉积薄膜的情况下改变表面性能。
- 学术材料科学研究用于在氧化物、氮化物、碳化物和碳基材料体系中进行薄膜沉积的柔性等离子体化学气相沉积平台
PECVD管式炉 - ToronTF™ PECVD主要特点
ToronTF™ PECVD 将高温管式炉、感应耦合等离子体源、三通道 MFC 气体系统和 PLC 真空自动化集成到一个紧凑的移动式等离子体 CVD 平台中，适用于研究和学术实验室。
- 炉膛最高温度 1100 °C可在高达 1100 °C 的温度下连续运行，适用于高温 PECVD 工艺，包括氧化物、氮化物、碳和耐火材料的沉积。
- ±1 °C PID炉温控制精确的闭环温度管理可维持稳定的沉积条件，并实现精确的热配方复现。
- 300瓦，13.56兆赫兹感应耦合等离子体源：外线圈ICP设计可产生高密度等离子体，而无需电极材料进入沉积区。
- 石英样品支架，可将等离子体约束到样品区等离子体在几何上被限制在样品区域内，将活性物质集中在基底表面，同时保护腔室的其余部分。
- 石英管（长度 1000 毫米，直径 50/80/100 毫米）可互换的石英管直径选项可适应不同的样品尺寸和工艺气体体积；可根据要求提供定制直径。
- 三通道MFC气体控制（Ar、N₂、O₂、H₂、CH₄、NH₃）：适用于六种前驱气体的质量流量控制系统，可实时数字显示各气体及混合气体的流量。
- 可扩展气体管路配置除了标准的三通道配置外，还可以添加额外的气体通道，以支持更广泛的前体化学反应。
- 实时数字气体流量显示器：持续在屏幕上显示单个气体和混合气体的流量，用于过程监控和记录。
- 用户自定义可编程加热曲线：针对不同薄膜材料和沉积后退火处理，采用可调节升温速率和保温时间的多步加热序列
- 自动化PLC真空控制单元：一键启动、停止和排气操作，用于实验设置和关闭期间的自动真空排序。
- 节流阀、通气阀和隔离阀，精度范围为 1 至 100 mTorr：在PECVD过程中实现稳定的等离子体条件所需的精确工作压力控制
- PC触摸屏控制选项：用于远程操作、配方管理和实时过程监控的计算机界面，以及控制面板
- 易于取样的样品装载门样品装卸简便，无需对反应室进行大量拆卸，从而实现高效的运行间样品交换。
- 闭式循环水冷却系统：在整个沉积过程中对等离子体源和系统组件进行主动水冷
- 220V，16A 单相电源要求标准单相电气连接简化了实验室安装。
- 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，便于在实验室内安装和重新定位。
- 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
等离子体增强化学气相沉积（PECVD）利用低压等离子体活化前驱体气体，从而能够在比热CVD更低的衬底温度下进行薄膜沉积。等离子体能量将活性气体分解成自由基和离子，这些自由基和离子在与衬底表面接触后形成薄膜。等离子体能量取代了热活化，拓宽了沉积温度范围和可制备的薄膜成分。将等离子体限制在石英样品架中，可将活性物质集中在衬底上，同时限制等离子体对系统其他部分的暴露。
感应耦合等离子体 (ICP) 将 300 W、13.56 MHz 的射频能量通过石英管外部的线圈耦合，产生高密度等离子体，且电极材料无需进入沉积区。ICP 产生的等离子体密度足以分解 O₂、N₂、H₂、CH₄ 和 NH₃，从而沉积氧化物、氮化物和碳基薄膜。炉温最高可达 1100 °C，并结合等离子体活化，可制备需要热能和等离子体能量才能形成的薄膜。用户可自定义加热曲线，并可调节加热步长，从而控制每次运行的升温速率和保温时间。
三通道MFC气体控制系统可管理Ar、N₂、O₂、H₂、CH₄和NH₃的纯气或混合气，并可选配额外通道。节流阀、排气阀和隔离阀在PLC自动真空控制下，将工艺压力维持在1至100 mTorr范围内。PC触摸屏操作可远程监控气体、真空和加热过程。闭式循环水冷系统在整个沉积过程中保护等离子体源和反应腔。
PECVD管式炉 - ToronTF™ PECVD技术规格
| 参数 | 规格 |
|---|---|
| 炉温 | 最高温度可达 1100 °C（连续） |
| 温度偏差 | PID，±1 °C |
| 石英管长度 | 1000 毫米 |
| 石英管内径 | 50、80 或 100 毫米（可定制直径） |
| 等离子体源类型 | 电感耦合等离子体（ICP） |
| 等离子源功率 | 300W 瓦 |
| 等离子体源频率 | 13.56 MHz |
| 气体控制 | 三通道微生物燃料电池（Ar、N₂、O₂、H₂、CH₄、NH₃）；可扩展 |
| 气体显示 | 实时数字；个体和混合流量 |
| 工作压力范围 | 1 至 100 毫托 |
| 阀门配置 | 节气门、通风阀和隔离阀 |
| 真空控制 | 具有启动、停止和排气功能的自动化PLC单元 |
| 加热曲线控制 | 用户自定义可编程配置文件，步进可调 |
| 样品架 | 石英（等离子体局限于样品区） |
| 控制接口 | PC触摸屏（可选）和面板控制 |
| 冷却系统 | 闭式循环水冷 |
| 电源要求 | 220V，16A（另有110V可选） |
| 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） |