离子束辅助的热蒸发镀膜系统

 

工艺原理:

*热蒸发沉积是最常用的PVD系统,传统的热蒸发工艺主要用于金属的热沉积镀膜,随着电子束和离子束沉积工艺在材料适应范围和成膜速度的提高,加上设备成本的的降低,热蒸发系统逐渐用在这两种沉积系统的补充工艺。

*离子束辅助沉积是离子源将一定范围的离子能量聚焦在基板上,离子能量增加了热蒸发来的分子或原子的迁移率并按规则迅速聚集到基板上。非常有助于改善膜层的物理密度、光学和机械性能,提高沉积速率和膜层硬度。另外,在沉积过程中加热基板也可改善膜层性能。这种配置是在沉积金属氧化物或氮化物的超硬膜层的最佳工艺。

 

热蒸发+离子束辅助沉积系统示意图

 

自然沉积和离子辅助沉积膜层结构对比

 

工艺要求:

*高真空性能对电阻热蒸发工艺至关重要,可以保证蒸发过程中材料升华的方向性和膜层均匀度,选配涡轮分子泵加低温冷凝泵双真空获得系统能保证在短时间内达到5E-6torr以上的真空环境,尽可能的减少氧分子的存在从而提高膜层的纯度。

*电阻热蒸发设备一般配备有三组热蒸发源,这样可以适应三种材料三层以上的沉积工艺要求,在沉积金属氧化物或氮化物膜层工艺中还需要配备离子辅助沉积系统,热蒸发主要用于沉积晶体管器件的金属接触层,如OLED、太阳能电池的晶体管。此外还用于沉积用于晶片的厚铟层。

三组热蒸发+离子辅助系统示意图

 

*对加热舟的表面涂覆陶瓷层可以保证热蒸发系统更多的材料适应范围,电阻舟由难熔金属(如钨、钼或钽)制成,涂覆陶瓷层后能确保高熔点和低熔点金属的相熔性对膜层的纯度至关重要

表面涂覆陶瓷涂层的电阻舟

 

制备功能:

*系统配备三个低压高电流蒸镀源和自动沉积控制系统可自动切换分配蒸发源的变送,配合陶瓷涂覆的电阻舟适用于多种材料成膜工艺。

*设计圆形伞具基板暴露在蒸镀源的有效范围,同时兼具辅助离子源照射角度,三组圆形基板支架具备公自转功能。

*多段式石英灯加热器装置,快速使腔室和基片加热到工艺温度。

*系统配备实时沉积速率控制单元,运用石英晶体测厚仪将测得的沉积速率调整电源反馈控制单元,控制溅射电流以调节成膜速率。

*配备离子辅助沉积系统,有助于改善膜的物理密度、光学和机械性能。还可以用于镀膜前清洗和蚀刻基片提高成膜附着力。

*不锈钢D型腔室或玻璃钟罩腔室,真空抽口置于正下方或正后方,便于安装和维护。

实际系统结构图

 

设备外观图(23289089)

设备配置:

*全钢树脂烤漆支架。
*电抛光304不锈钢室D型或圆形玻璃钟罩腔室(内腔尺寸:600mm*700mm)。 
*手动前门配 4英寸观察窗。
*涡轮分子泵+低温凝泵真空抽气系统,配套双级旋片前级泵。 
*三组圆形公自转基片挂架。
*三组石英灯加热器,(最高到800°C). 
*PLC自动控制水冷却系统。 
*3组蒸发源+辅助沉积离子源。 
*3*直流低压蒸发源电源+高压离子源电源。
*1套石英晶体厚度传感器与沉积控制器。
*1复合真空规和数字显示器
*PLC镀膜控制系统
*3P自动负载锁定系统冷水机组
可选功能:
*定做尺寸和高度适用于不同规格的基板样品。
*EDWARDS GXS干式真空泵
*冷阴极或热阴极电离量规,备用升级射频清洗。 
*额外增加备用法兰接口。

鑫镭真空技术(东莞)有限公司专业为科研项目制作用于半导体薄膜材料实验的离子束溅射系统,提供各种工艺真空镀膜机系统的定制生产,工艺整合、设备升级和真空镀膜设备整机维修、安装等服务,质量可靠,提供多个案列和相关工艺资料参考。

 

 

离子束辅助沉积的热蒸发镀膜系统Catalogue

PVD沉积材料表.PDF

 

 

 

 

 

SOLUTION

解决方案

在高真空环境中的材料通过电阻舟加热到蒸发点,材料汽化后从电阻舟沉积到基材表面形成原子薄膜层。离子束辅助能量通过氩气传递到基材表面的热蒸发原子,使原子在基材表面迁移并有序排列沉积,从而达到加速成膜速率和改善致密性的工艺要求。