一、设备概述:
PECVD是借助于辉光放电等方法产生等离子体,辉光放电等离子体中:电子密度高109-1012cm3电子气体温度比普通气体分子温度高出10-100倍,使含有薄膜组成的气态物质发生化学反应,从而实现薄膜材料生长的一种新的制备技术。通过反应气态放电,有效地利用了非平衡等离子体的反应特征,从根本上改变了反应体系的能量供给方式低温热等离子体化学气相沉积法具有气相法的所有优点,工艺流程简单。主要适应于现代半导体工业的发展,制取半导体器件表面钝化介质膜,如氮化硅、氧化硅、多晶硅、非晶硅及难熔金属硅化物等多种薄膜。尤其适用于新材料领域高性能的薄膜材料研究。
传统PECVD系统设备主要由不锈钢沉积腔室、平板式电容耦合放电电极、气路控制系统、射频电源、真空获得与测量系统、电控系统、尾气处理系统、停水断电安全报警系统等组成,因其设备成本费用偏高,对于预算较低的客户受到一定限制。
我公司生产的管式炉PECVD系统是在管式炉CVD系统基础之上进行的优良化改进,它包括小型真空管式炉,石英真空室、真空抽气与真空测量系统、气路系统、射频电源系统、物料蒸发沉积系统。电源范围宽:5-500W可调; 温度范围宽:室温-1700度可调;溅射区域宽:0-600mm可调;适用范围宽:金属薄膜,陶瓷薄膜等,复合薄膜,连续生长各种薄膜等。增加功能容易,可扩展等离子清洗刻蚀等功能。
第二代产品在原有设置基础上增加PLC编程系统,配合我公司自主研发的“职守精灵”软件,实现信号的集中、有效、整合处理,减少表头的使用,使设备外观更加简洁,整体结构合理,占地面积减小
第三代产品是在第二代产品基础上增加进出样品缓冲室,实现样品的连续进样,这样配合滑动炉体和进样杆可实现镀膜的连续性,保证单个样品镀膜的实验条件相同性,更好的、更直观的检验镀膜工艺以及镀膜设备的可靠性,同时可以模拟工业化连续生产装置,提供必要的实验数据参数。
二、各主要部件说明:
真空气氛管式炉
A.LBN-CVD真空管式气氛炉主要为高等院校,科研院所等单位的实验室选提供具有真空、可控气氛及高温的试验环境,应用在半导体,电子陶瓷产品、纳米技术、碳纤维、高温热解低温沉淀(CVD)、镀膜等新材料新工艺领域。
1、炉膛材料采用进口陶瓷纤维,呈现温场均衡、表面温度低、升温速率快、节能等优点,电热元件采用进口硅钼棒,表面负荷高,发热速度快;
2、炉体两端采用不锈钢密封法兰,耐高温、耐腐蚀;
3、保护管采用进口刚玉管;
4、炉体采用双层空气隔热技术,配有自动冷却风扇,降低炉体外壳温度;
5、控制系统采用进口40段程序控温,控温精度±1℃,移相触发可控硅控制;
6、真空获得系统采用分子泵组,真空度优于6.67pa×10-3pa
B.应用到PECVD系统的管式炉技术参数
1、炉门结构:开启式,反应腔体尺寸:Φ50/Φ60
2、加热元件:进口硅钼棒,加热区长度:440mm
3、恒温区长度:150mm(±1℃),工作温度:1600℃,最高温度:1800℃
8、控温方式:模糊PID控制和自整定调节,智能化30段可编程控制,具有超温
和断偶报警功能,控温精度:±1℃
10、升温速率:20℃/min,工作电源:AC220V /50HZ,额定功率:3KW
真空泵和阀门 真空泵采用前级泵配合分子泵组成高真空泵组:TRP-24型双级旋片泵,外观结构简洁美观,抽速6L/s,极限真空度可达10-3torr,自身带防返油装置,实现真空环境的洁净性,气镇阀可对含水蒸气较高的环境实现真空获得,并可最大限度的保护真空泵作为前级泵;分子泵选用BF/S-600型复合分子泵,抽速600L/s,极限真空度可达到5*10-7Pa,该泵对分子量大的气体有很高的压缩比,因此该泵不需要冷阱和油挡板即可获得清洁的高真空。
真空阀门及管路采用KF40不锈钢液压波纹管和超高真空插板阀、高真空手动挡板阀、高真空手动微调阀、各接头采用标准KF真空接头,可较便利实现功能拓展部件的连接;
真空计采用数显真空测试仪配合电阻规管可直观的显示真空数值,第三代产品电阻规采用带信号输出的薄膜规,真空度数不受气氛干扰,并可将信号直接在PLC处理,这样可省去表头的安装。
质量流量计控制系统
经调研,数字式流量计过于昂贵。我公司利用技术优势,专门为模拟流量计设计综合测控盒。在使用传统模拟型流量计的方案上,实现数字通讯控制。
采用49-32MT模拟流量计,我公司专门配置一款全面控制流量计的测控盒。组成流量计完全测控方案。流量计数据终端对流量计的每个信号和功能都有测控。包括设定流量、读取流量、清洗控制、阀控控制、远程调零实现全控制。Modbus 485通讯协议。人机界面除可对流量计全部功能进行测控外,还增加数据记录,曲线显示,流量控制过程气体配比计划,多段流量控制方案,配合真空计实现有流量计实现真空室自动恒压等功能(这些功能,流量计厂商的显示仪是无法实现的),并可根据客户要求拓展相应功能。
全面采用14位PLC模拟量采集与输出端口,使每个流量计的流量采集和流量控制完全程控化,包括流量计的清洗、阀控、关闭功能,都通过程控完成,用户可在触摸屏上对每个流量计的流量控制过程进行32段任意时间曲线设定。可以对三路流量计进行配比设置。三路可配合真空恒压过程,按比例或方案进行流量调整,以达到恒压目的。
三路流量计,共使用三路模拟量采集、三路模拟量设定输出,三路阀控开关,三路清洗开关。组成对三路流量计的完全控制。无需另行购买原厂显示仪,全部测控在触摸屏上完成。气体流量范围为0-200,误差为±1.5%;一个气体混气罐的底部安装了液体释放阀;
不锈钢微调阀安装在左侧可手动控制混合气体输入,亦可安装在真空抽气端与真空抽气阀组成阀组,同样达到调控炉管内真空压力的功能。
设备电源和匹配器
射频频率:13.56MHz
射频功率输出范围:5~500W