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離子體增強原子層沉積鍍膜設備

一、設備概述:

PE-ALD等離子體增強原子層沉積系統是專門為特殊應用領域的科學研究與工業開發用戶而設計的單片沉積系統,系統電氣完全符合CE標準;該系統擴展了普通原子層沉積系統對前驅體源的選擇范圍、提高薄膜沉積速率和降低沉積溫度,廣泛應用于對溫度敏感材料和柔性襯底上薄膜的沉積。

此系統包含用于原子層沉積的3路前驅體源、4通道質量流量計控制系統、各部件加熱器系統、精密控溫樣品臺系統等。該管式爐系統為熱壁反應室工藝,它的主要優勢是在反應室側壁上所淀積的也都是高品質的ALD薄膜,熱壁反應室設備往往能阻止薄膜的早期剝離,由于從加熱的側壁脫附的反應源流量較高,從而加速了對反應空間的清潔。

此套設備可作為單獨的CVD、PECVD、ALD、PEALD使用。搭建等離子增強原子層沉+化學氣相沉積系統(PE-ALD-CVD),用于生長各類材料。

 

二、技術指標:

1. 控制閥門動作等整套系統采用PLC觸摸屏控制;

2. 基片加熱溫度:室溫~1000℃,升溫速率10℃/min,控制精度±1℃,可自動左右移動實現快速升降溫,移動速度可調實現階梯鍍膜。

3. 前驅體輸運系統:標準3路前驅體管路,可選配;

4. 前驅體預熱溫度:室溫~1000℃,控制精度±1℃;

5. 源瓶/氣體管道加熱溫度:室溫~200℃,控制精度±1℃;

6. ALD閥Swagelok快速高溫ALD專用閥(zui小可在10ms完成閥門的開啟或關閉);

7. 管內真空<10Pa,可自動平衡管內真空度;

8. 載氣系統N2或者Ar;

9. 生長模式:高速沉積模式和停留生長模式;

10. 等離子體源:300W;

11. 可選購氣液混合裝置,用于CVD系統,可選購恒溫控制模塊;

12. 電源 50-60Hz, 220V/5Kw交流電源

 

三、可沉積薄膜種類舉例:

單 質:Co, Cu, Ta, Ti, W, Ge, Pt, Ru, Ni, Fe…

氮化物:TiN, SiN, AlN, TaN, ZrN, HfN, WN …

氧化物:TiO2, HfO2, SiO2, ZnO, ZrO2, Al2O3, La2O3, SnO2…

其它化合物:GaAs, AlP, InP, GaP, InAs, LaHfxOy,

SrTiO3,SrTaO6…

 

四、ALD的應用:

高K柵氧化層,存儲容性電介質,銅互連中高深寬比擴散阻擋層,OLED無針孔鈍化層,MEMS的高均勻鍍膜,納米多孔結構鍍膜,特種光纖摻雜,太陽能電池,平板顯示器,光學薄膜,其它各類特殊結構納米薄膜。

操作模式又分為連續流運行模式,即載氣、前體源脈沖、真空泵不斷,實現連續周期式鍍膜和前體源脈沖、截止閥、真空泵關閉經過特定時間確保前體源可以通過樣品擴散在開啟實現周期式鍍膜兩種模式。

通常只有當高寬比用于幾何圖形> 1:10,(孔直徑100納米和1000納米深度)才會采用后一種模式。作為一個建議,1:30縱橫比可以用5秒擴散時間,而氣凝膠或其他高表面積、高縱橫比的樣品需要更長的時間,甚至到60秒或是更長時間。

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