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PD-150 ALD原子层沉积设备

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产品概述:

该系统采用模块化设计理念,主要由真空模块、前驱体输运模块、全封闭气体反应模块和电子控制模块四个可拆装的模块组成,满足超净室标准;系统结构紧凑、集成度高,可实现全流程自动化控制,具有均匀性好、技术指标广泛可调、适用范围广等特点。该机具有连续和停留模式自由选择,可在平面及三维结构材料上沉积薄膜。可用于生长多种氧化物及其复合薄膜的制备,广泛应用于high-K栅极绝缘层、OLED封装层、太阳能电池钝化层、锂离子电池、光学元件镀膜、MEMS等诸多领域。

详细信息
技术特点:
*PE多功能真空反应模块可选配
*真空外独立控温的双面铠装加热器加热设计,温度均匀性高,使用寿命长;
*沉积腔室内无死区,沉积薄膜颗粒少,0.5um以上颗粒值增加少于50颗;
*小的沉积腔室空间,沉积速度快,标准沉积温度下cycle吹扫时间短至4 s;
*配置高温ALD阀和全独立质量流量计控制前驱体源吹扫阀门和管道,确保阀门和管道无前驱体源残留,有效减少颗粒的产生;
*配置耐污染薄膜压力传感器用于全工艺过程压强变化的实时监测,延长真空计的使用寿命;
*ALD工艺配方编辑方便方便、灵活,可方便实现高深宽比、多元复合薄膜及交替薄膜的配方编辑;
*高精度实时PLC软件控制系统和高性能4U工控机,高速数据采集和高可靠性,可连续长时间运行;
*多重安全保障:软件控制上具备多重自锁和互锁保护功能,软件和硬件双重过温保护功能以及CDA缺压报警功能,保障系统安全运行;
*维护简单、方便,一次大保养仅需2小时可完成。

主要参数
真空腔室 6061铝阳极氧化处理,腔室内尺寸Φ200×10 mm
真空系统 双极旋片油泵,抽速度不小于16 m3/h;气动真空阀门+耐污染薄膜真空计
极限真空 系统极限优于5.0×10-3Torr,系统真空漏率小于5*10-10 Pa.m3/s
样品台尺寸 4英寸样品托,兼容4 inch及以下样品尺寸
样品台温度 4英寸内样品表面加热温度最高可达300℃,温度控制精度±0.5℃
前驱体路数 3路可加热至200℃的金属驱体源和1路水以及臭氧前驱体源
吹扫管道 2路质量流量计控制前驱体源吹扫管道,分别吹扫金属前驱体源和水前驱体源管道 
生长模式 连续和停留沉积模式选择
控制系统 PLC+工控机+触摸屏人机交互界面
电源功率 50-60Hz,380VAC /20A交流电源
沉积非均匀性 在8inch硅片上,沉积500ycle氧化铝非均匀性<±1%
仪器尺寸 780mm x 750 mm x 1100 mm(长*宽*高)
可沉积材料种类 SiO2、TiO2、SnO、FeO、CoO、NiO、Al2O3、ZnO、HfO2、ZrO2、MgO等
结构简述
机架 (1)防指纹不锈钢面板+铝型材框架结构,产品档次高、减轻了设备重量和体积;
(2)一体化分区模块设计,结构简洁明了、维护方便;
(3)显示器人机操作,根据人体工程学设计,用户体检佳。
真空腔室 (1)沉积腔室由316L不锈钢主腔室和6061镁铝上腔盖组成,其中主腔室电解抛光处理,上腔盖内、外表面阳极氧化处理。腔室及真空抽气管路的连接采用耐温全氟橡胶圈密封,真空漏率小于5*10-7Pa.L/s;
(2)主腔室气流为水平流结构,样品水平置于主腔室内,前驱体源从主腔室一侧流经样品表面发生吸附反应,残余前驱体源及反应产物从另一侧抽气口抽走,可放置8inch及以下尺寸平面样品的镀膜要求;
(3)采用真空外外热式加热设计,腔体底部和腔盖均设置有独立温控的铠装加热器,4英寸内加热温度为室温至300℃,控制精度±0.5℃;
(4)4英寸面积硅片上沉积300cycle氧化铝薄膜厚度的非均匀性偏差≤±1%;
前驱体源系统 (1)配置3路加热前驱体源系统,加热源装置及输运管路的最高加热温度可达到200℃,温度控制精度为±0.5℃,其到反应腔的管路系统配置保温隔热功能;每路加热源均配备1个Swagelok快速高温ALD专用阀门、1个高温手动阀和1个50mL不锈钢源瓶;
(2)1路独立常温液态源,配备1个Swagelok快速高温ALD专用阀门、1个高温手动阀和1个50mL不锈钢源瓶;可接去离子水源和臭氧发生器产生的臭氧前驱体源;
(3)配置高浓度臭氧发生器以及循环冷却水系统,包括管路、针阀、单向阀等,臭氧发生器产量为30 g/h,浓度最大可达120 mg/L,与水前驱体源共用1路ALD阀和载气吹扫系统;
(4)金属前驱体源和水前驱体源分别采用独立的惰性气体吹扫管路,2路前驱体源采用2条独立的吹扫管路分别从2个独立的进口进入到反应腔室,避免交叉污染;
(5)工艺气体管路均采用EP级电抛光不锈钢材料,能避免被前躯体腐蚀;所有气体管路连接部件均采用金属VCR密封;
(6)前驱体源系统在更换源料瓶后,管路及其与之相联接的管路和阀门具有在线清功能。
真空系统 (1)配置高性能双极旋片真空泵,抽速不小于16 m3/h;
(2) 配置耐污染薄膜压力传感器用于全压强变化的实时监测,压力检测范围为10-4~1 Torr;
(3)抽气管路配置热阱,用于吸附分解未反应的前驱体源,有效保护真空泵。热阱最高加热温度能够达到600℃,温度控制精度为±0.5℃;
(4)抽气管路加热温度最高可达150℃,温度控制精度±0.5℃,配置气动截止阀1个;
(5)配备有使前驱体在短时间内充分饱和吸附的装置,满足高深宽比材料沉积的要求,可选用高速沉积的连续模式或沉积超高纵深比的停流模式。

 
自动控制系统 (1)软件控制系统为PLC控制系统和高性能4U工控机组成,高速数据采集和高可靠性,可连续长时间运行,人机界面操作通过显示器进行交互;
(2)能在同一界面中实现对沉积参数、沉积循环次数、温度、载气流量等方便的进行控制,可以用软件在计算机上设定薄膜沉积条件及工艺参数,能全自动运行,并可以显示系统运行中的各个参数,控制设备的各个单元包括水源、气源、加热温度、气体流量、沉积压强、以及配方参数运行状态等;
(3)操作系统集工艺配方、参数设置、权限设定、互锁报警、状态监控和自我保护措施等功能于一体,方便快捷、高效稳定地为用户提供安全可靠的操作;
(4)系统配置数据采集和快速故障诊断功能,通过对工艺参数的实时监控和报警分析,快速故障诊断,实现对原子层沉积工艺的稳定控制,具有可靠的保护功能,以防止CVD反应而污染设备;
(5)具有历史记录功能,实现对沉积过程的跟踪,方便试验数据存储和查找故障;
(6)恰当完备的用户角色管理机制,按设备操作者角色设定权限,防止误操作,保证设备和人身安全;
(7) 独立电气控制柜,强电和弱电布局走线分离,控制元器件之间有足够的散热空间。设备的电气控制系统安全可靠,维护方便,满足3C和CE标准。
使用要求(需方提供)
安装场地 1、地面平整,设备周围无强烈振动、无强电磁场影响;无易燃、易爆、腐蚀性物质;2、占地面积:镀膜机尺寸为780mm x 750 mm(长*宽),考虑到配套设备及维修空间,建议预留1500mm*1500mm的空间;
3、环境温度:<25℃,恒温,环境湿度:<50%R.H。
供电要求 1、设备供电总功率约8.5 kW,AC380V,三相五线制;
2、需要有独立地线:<3 Ω,从设备到地线连接建议采用≥10mm2的扁平铜线;
供气要求 1、空压机或者压缩空气钢瓶:高压低燥声气体压缩机,0.5MPa,6mm快插接头;
2、高纯氮气1瓶(纯度为5N及以上),1/4inch卡套接头。
尾气排放 1、KF40真空泵尾气排放接口,直排大气或者尾气处理系统