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Sistema RF PECVD Deposición Química de Vapor Mejorada por Plasma de Radiofrecuencia RF PECVD

Horno CVD y PECVD

Sistema RF PECVD Deposición Química de Vapor Mejorada por Plasma de Radiofrecuencia RF PECVD

Número de artículo : KT-RFPE

El precio varía según Especificaciones y personalizaciones


Frecuencia
Frecuencia de RF 13.56MHZ
Temperatura de calentamiento
máx 200°C
Dimensiones de la cámara de vacío
Ф420mm × 400 mm
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Introducción

La Deposición Química de Vapor Mejorada por Plasma de Radiofrecuencia (RF PECVD) es una técnica de deposición de película delgada que utiliza plasma para mejorar el proceso de deposición química de vapor. Este proceso se utiliza para depositar una amplia variedad de materiales, incluyendo metales, dieléctricos y semiconductores. La RF PECVD es una técnica versátil que se puede utilizar para depositar películas con una amplia gama de propiedades, incluyendo espesor, composición y morfología.

Aplicaciones

La RF-PECVD, una técnica revolucionaria en el ámbito de la deposición de películas delgadas, encuentra amplias aplicaciones en diversas industrias, incluyendo:

  • Fabricación de componentes y dispositivos ópticos
  • Fabricación de dispositivos semiconductores
  • Producción de recubrimientos protectores
  • Desarrollo de microelectrónica y MEMS
  • Síntesis de nuevos materiales

Componentes y Funciones

La Deposición Química de Vapor Mejorada por Plasma de Radiofrecuencia (RF PECVD) es una técnica utilizada para depositar películas delgadas sobre sustratos utilizando un generador de radiofrecuencia para crear un plasma que ioniza los gases precursores. Los gases ionizados reaccionan entre sí y se depositan sobre el sustrato, formando una película delgada. La RF PECVD se utiliza comúnmente para depositar películas de Carbono Similar al Diamante (DLC) sobre sustratos de germanio y silicio para aplicaciones en el rango de longitud de onda infrarroja de 3-12 µm.

Este aparato, que comprende una cámara de vacío, un sistema de bombeo de vacío, objetivos de cátodo y ánodo, una fuente de RF, un sistema de mezcla de gas inflable, un sistema de gabinete de control por computadora y más, permite un recubrimiento sin interrupciones con un solo botón, almacenamiento y recuperación de procesos, funciones de alarma, conmutación de señales y válvulas, así como un registro completo de la operación del proceso.

Detalles y Ejemplos

sistema RF PECVD
sistema RF PECVD
Crecimiento de película delgada RF PECVD
Crecimiento de película delgada RF PECVD
Prueba de recubrimiento RF PECVD 1
Recubrimiento RF PECVD
Recubrimiento RF PECVD
Recubrimiento RF PECVD

Características

Características del Sistema RF PECVD de Deposición Química de Vapor Mejorada por Plasma de Radiofrecuencia:

  • Recubrimiento con un solo botón: Simplifica el proceso de recubrimiento, facilitando su operación por parte de los usuarios.
  • Almacenamiento y recuperación de procesos: Permite a los usuarios guardar y recuperar parámetros del proceso, asegurando resultados consistentes.
  • Funciones de alarma: Alerta a los usuarios sobre cualquier problema o error durante el proceso de recubrimiento, minimizando el tiempo de inactividad.
  • Conmutación de señales y válvulas: Proporciona un control preciso sobre el proceso de recubrimiento, permitiendo a los usuarios lograr los resultados deseados.
  • Registro completo de la operación del proceso: Registra todos los parámetros del proceso, facilitando el seguimiento y análisis del proceso de recubrimiento.
  • Cámara de vacío, sistema de bombeo de vacío, objetivos de cátodo y ánodo, fuente de RF, sistema de mezcla de gas inflable, sistema de gabinete de control por computadora: Asegura un entorno estable y controlado para el proceso de recubrimiento.

Ventajas

  • Deposición de películas de alta calidad a baja temperatura, adecuada para sustratos sensibles a la temperatura.
  • Control preciso sobre el espesor y la composición de la película.
  • Deposición de películas uniforme y conformada en geometrías complejas.
  • Baja contaminación por partículas y películas de alta pureza.
  • Proceso escalable y rentable para producción de alto volumen.
  • Proceso respetuoso con el medio ambiente con mínima generación de residuos peligrosos.

Especificaciones técnicas

Parte principal del equipo

Forma del equipo
  • Tipo caja: la cubierta superior horizontal se abre, y la cámara de deposición y la cámara de escape están soldadas integralmente;
  • Máquina completa: el motor principal y el gabinete de control eléctrico tienen un diseño integrado (la cámara de vacío está a la izquierda y el gabinete de control eléctrico a la derecha).
Cámara de vacío
  • Dimensiones: Ф420 mm (diámetro) × 400 mm (altura); fabricada en acero inoxidable SUS304 de alta calidad 0Cr18Ni9, la superficie interior está pulida, se requiere mano de obra fina sin uniones de soldadura rugosas, y hay tuberías de agua de refrigeración en la pared de la cámara;
  • Puerto de extracción de aire: Malla de acero inoxidable 304 de doble capa con intervalos de 20 mm delante y detrás, deflector antiincrustante en el vástago de la válvula alta, y placa de ecualización de aire en la boca del tubo de escape para evitar la contaminación;
  • Método de sellado y blindaje: la puerta de la cámara superior y la cámara inferior se sellan mediante un anillo de sellado para sellar el vacío, y se utiliza una red de acero inoxidable en el exterior para aislar la fuente de radiofrecuencia, blindando el daño causado por las señales de radiofrecuencia a las personas;
  • Ventana de observación: Se instalan dos ventanas de observación de 120 mm en la parte frontal y lateral, y el vidrio antiincrustante es resistente a altas temperaturas y radiación, lo que facilita la observación del sustrato;
  • Modo de flujo de aire: el lado izquierdo de la cámara se bombea con la bomba molecular, y el lado derecho se infla con aire para formar un modo de trabajo de convección de carga y bombeo para garantizar que el gas fluya uniformemente hacia la superficie del objetivo y entre en el área de plasma para ionizar y depositar completamente la película de carbono;
  • Material de la cámara: el cuerpo de la cámara de vacío y el puerto de escape están hechos de material de acero inoxidable SUS304 de alta calidad 0Cr18Ni9, la cubierta superior está hecha de aluminio de alta pureza para reducir el peso de la parte superior.
Esqueleto del host
  • Fabricado en perfil de acero (material: Q235-A), el cuerpo de la cámara y el gabinete de control eléctrico tienen un diseño integrado.
Sistema de refrigeración por agua
  • Tubería: Las tuberías principales de distribución de agua de entrada y salida están hechas de tuberías de acero inoxidable;
  • Válvula de bola: Todos los componentes de refrigeración se suministran con agua por separado a través de válvulas de bola 304, y las tuberías de entrada y salida de agua tienen distinciones de color y letreros correspondientes, y las válvulas de bola 304 para las tuberías de salida de agua se pueden abrir y cerrar por separado; El objetivo, la fuente de alimentación de RF, la pared de la cámara, etc. están equipados con protección de flujo de agua, y hay una alarma de corte de agua para evitar que la tubería de agua se bloquee. Todas las alarmas de flujo de agua se muestran en la computadora industrial;
  • Pantalla de flujo de agua: El objetivo inferior tiene monitoreo de flujo de agua y temperatura, y la temperatura y el flujo de agua se muestran en la computadora industrial;
  • Temperatura del agua fría y caliente: cuando se deposita la película en la pared de la cámara, se hace pasar agua fría de 10 a 25 grados para enfriar el agua, y es avanzada cuando se abre la puerta de la cámara. Pasar agua caliente de 30 a 55 grados de agua tibia.
Gabinete de control
  • Estructura: Se adoptan gabinetes verticales, el gabinete de instalación de instrumentos es un gabinete de control estándar internacional de 19 pulgadas, y el otro gabinete de instalación de componentes eléctricos tiene una estructura de panel grande con puerta trasera;
  • Panel: Los principales componentes eléctricos en el gabinete de control se seleccionan de fabricantes que han pasado la certificación CE o la certificación ISO9001. Instale un juego de enchufes de alimentación en el panel;
  • Método de conexión: el gabinete de control y el host están en una estructura unida, el lado izquierdo es el cuerpo de la sala, el lado derecho es el gabinete de control, y la parte inferior está equipada con una ranura de cable dedicada, alta y baja tensión, y la señal de RF se separa y se enruta para reducir la interferencia;
  • Componentes eléctricos de baja tensión: Interruptor automático y contactor Schneider francés para garantizar un suministro de energía fiable del equipo;
  • Enchufes: Se instalan enchufes de repuesto y enchufes de instrumentación en el gabinete de control.

Sistema de vacío

Vacío final
  • Atmósfera a 2×10-4 Pa≤24 horas, (a temperatura ambiente, y la cámara de vacío está limpia).
Tiempo de restauración del vacío
  • Atmósfera a 3×10 -3 Pa≤15 min (a temperatura ambiente, y la cámara de vacío está limpia, con deflectores, soportes de paraguas y sin sustrato).
Tasa de aumento de presión
  • ≤1.0×10 -1 Pa/h
Configuración del sistema de vacío
  • Composición del conjunto de bombas: bomba de respaldo BSV30 (Ningbo Boss) + bomba Roots BSJ70 (Ningbo Boss) + bomba molecular FF-160 (Beijing);
  • Método de bombeo: bombeo con dispositivo de bombeo suave (para reducir la contaminación del sustrato durante el bombeo);
  • Conexión de tuberías: la tubería del sistema de vacío está hecha de acero inoxidable 304, y la conexión flexible de la tubería está hecha de;
  • Manguera metálica; cada válvula de vacío es una válvula neumática;
  • Puerto de succión de aire: Para evitar que el material de la membrana contamine la bomba molecular durante el proceso de evaporación y mejorar la eficiencia de bombeo, se utiliza una placa de aislamiento móvil fácil de desmontar y limpiar entre el puerto de succión de aire del cuerpo de la cámara y la sala de trabajo.
Medición del sistema de vacío
  • Pantalla de vacío: tres bajas y una alta (3 grupos de regulación ZJ52 + 1 grupo de regulación ZJ27);
  • Manómetro de alto vacío: Se instala un manómetro de ionización ZJ27 en la parte superior de la cámara de bombeo de la caja de vacío cerca de la cámara de trabajo, y el rango de medición es de 1.0×10 -1 Pa a 5.0×10 -5 Pa;
  • Manómetros de bajo vacío: Se instala un juego de manómetros ZJ52 en la parte superior de la cámara de bombeo de la caja de vacío, y el otro juego se instala en la tubería de bombeo aproximado. El rango de medición es de 1.0×10 +5 Pa a 5.0×10 -1 Pa;
  • Regulación de trabajo: Se instala un manómetro capacitivo CDG025D-1 en el cuerpo de la cámara, y el rango de medición es de 1.33×10 -1 Pa a 1.33×10 +2 Pa, detección de vacío durante la deposición y el recubrimiento, utilizado junto con la válvula de mariposa de vacío constante.
Operación del sistema de vacío Hay dos modos de selección manual y automática de vacío;
  • El PLC Omron de Japón controla todas las bombas, la acción de la válvula de vacío y la relación de enclavamiento entre el funcionamiento de la válvula de parada de inflado para garantizar que el equipo pueda protegerse automáticamente en caso de operación incorrecta;
  • Válvula alta, válvula baja, pre-válvula, válvula de derivación de válvula alta, la señal de posición se envía a la señal de control del PLC para garantizar una función de enclavamiento más completa;
  • El programa PLC puede realizar la función de alarma de cada punto de falla de toda la máquina, como presión de aire, flujo de agua, señal de puerta, señal de protección contra sobrecorriente, etc. y alarma, para que el problema se pueda encontrar de manera rápida y conveniente;
  • La pantalla táctil de 15 pulgadas es la computadora superior, y el PLC es la computadora inferior que monitorea y controla la válvula. Monitoreo en línea de cada componente y varias señales se envían de regreso al software de configuración de control industrial a tiempo para análisis y juicio, y se registran;
  • Cuando el vacío es anormal o se corta la energía, la bomba molecular de la válvula de vacío debe regresar al estado cerrado. La válvula de vacío está equipada con una función de protección de enclavamiento, y la entrada de aire de cada cilindro está equipada con un dispositivo de ajuste de válvula de corte, y hay un sensor de posición para mostrar el estado cerrado del cilindro;
Prueba de vacío
  • Según las condiciones técnicas generales de la máquina de recubrimiento por vacío GB11164.

Sistema de calentamiento

  • Método de calentamiento: método de calentamiento con lámpara de tungsteno de yodo;
  • Regulador de potencia: regulador de potencia digital;
  • Temperatura de calentamiento: temperatura máxima 200°C, potencia 2000W/220V, pantalla controlable y ajustable, control de ±2°C;
  • Método de conexión: inserción rápida y extracción rápida, cubierta de blindaje metálico para antiincrustante, y fuente de alimentación aislada para garantizar la seguridad del personal.

Fuente de alimentación de radiofrecuencia RF

  • Frecuencia: Frecuencia RF 13.56MHZ;
  • Potencia: 0-2000W continuamente ajustable;
  • Función: ajuste de coincidencia de impedancia totalmente automático, ajuste totalmente automático para mantener la función de reflexión muy baja, reflexión interna dentro del 0.5%, con función de ajuste de conversión manual y automática;
  • Pantalla: con voltaje de polarización, posición del condensador CT, posición del condensador RT, potencia establecida, pantalla de función reflectante, con función de comunicación, comunicación con pantalla táctil, configuración y visualización de parámetros en el software de configuración, visualización de línea de sintonización, etc.

Objetivo de ánodo y cátodo

  • Objetivo de ánodo: Se utiliza un sustrato de cobre de φ300 mm como objetivo de cátodo, la temperatura es baja cuando se trabaja y no se necesita agua de refrigeración;
  • Objetivo de cátodo: Objetivo de cátodo refrigerado por agua de cobre de φ200 mm, la temperatura es alta cuando se trabaja, y el interior es agua de refrigeración, para garantizar una temperatura constante durante el trabajo, la distancia máxima entre el objetivo de ánodo y el cátodo es de 100-250 mm.

Control de inflado

  • Caudalímetro: Se utiliza un caudalímetro británico de cuatro vías, el caudal es de 0-200 SCCM, con pantalla de presión, configuración de parámetros de comunicación y se puede establecer el tipo de gas;
  • Válvula de parada: Válvula de parada Qixing Huachuang DJ2C-VUG6, funciona con el caudalímetro, mezcla el gas, lo introduce en la cámara a través del dispositivo de inflado anular y fluye uniformemente a través de la superficie del objetivo;
  • Botella de almacenamiento de gas de pre-etapa: principalmente una botella de conversión de purga, que vaporiza el líquido C4H10 y luego entra en la tubería de pre-etapa del caudalímetro. La botella de almacenamiento de gas tiene un instrumento de pantalla digital de presión DSP, que realiza indicaciones de alarma de sobrepresión y baja presión;
  • Botella de amortiguación de gas mezclado: La botella de amortiguación mezcla cuatro gases en la etapa posterior. Después de mezclar, se extrae de la botella de amortiguación por un lado hacia la parte inferior de la cámara y por otro lado hacia la parte superior, y uno de ellos se puede cerrar de forma independiente;
  • Dispositivo de inflado: la tubería de gas uniforme en la salida del circuito de gas del cuerpo de la cámara, que se carga uniformemente en la superficie del objetivo para que el recubrimiento sea uniforme y mejor.

Sistema de control

  • Pantalla táctil: utiliza la pantalla táctil TPC1570GI como computadora host + teclado y mouse;
  • Software de control: configuración de parámetros de proceso tabular, visualización de parámetros de alarma, visualización de parámetros de vacío y visualización de curvas, configuración y visualización de parámetros de fuente de alimentación RF y fuente de alimentación de CC directa, registros de estado de funcionamiento de todas las válvulas e interruptores, registros de proceso, registros de alarma, parámetros de registro de vacío, se pueden almacenar durante aproximadamente medio año, y la operación del proceso de todo el equipo se guarda en 1 segundo para guardar los parámetros;
  • PLC: Se utiliza un PLC Omron como computadora inferior para recopilar datos de varios componentes e interruptores de posición, controlar válvulas y varios componentes, y luego realizar la interacción de datos, visualización y control con el software de configuración. Esto es más seguro y confiable;
  • Estado de control: recubrimiento con un solo botón, vacío automático, vacío constante automático, calentamiento automático, deposición automática de procesos multicapa, finalización automática de recogida y otros trabajos;
  • Ventajas de la pantalla táctil: el software de control de pantalla táctil no se puede modificar, la operación estable es más conveniente y flexible, pero la cantidad de datos almacenados es limitada, los parámetros se pueden exportar directamente, y cuando hay un problema con el proceso; 6. Alarma: adopta el modo de alarma sonora y luminosa, y registra la alarma en la biblioteca de parámetros de alarma de configuración. Se puede consultar en cualquier momento en el futuro, y los datos guardados se pueden consultar y llamar en cualquier momento.

Vacío constante

  • Vacío constante con válvula de mariposa: la válvula de mariposa DN80 coopera con el manómetro capacitivo Inficon CDG025 para trabajar en vacío constante, la desventaja es que el puerto de la válvula es fácil de contaminar y difícil de limpiar;
  • Modo de posición de válvula: Establecer el modo de control de posición.

Agua, electricidad, gas

  • Las tuberías principales de entrada y salida están hechas de acero inoxidable y equipadas con entradas de agua de emergencia;
  • Todas las tuberías de refrigeración por agua fuera de la cámara de vacío adoptan juntas fijas de conexión rápida de acero inoxidable y tuberías de plástico de alta presión (de alta calidad, que se pueden usar durante mucho tiempo sin fugas ni roturas), y las tuberías de agua de plástico de alta presión de entrada y salida deben mostrarse en dos colores diferentes y estar marcadas correspondientemente; marca Airtek;
  • Todas las tuberías de refrigeración por agua dentro de la cámara de vacío están hechas de material SUS304 de alta calidad;
  • Los circuitos de agua y gas están equipados respectivamente con instrumentos de pantalla de alta precisión y seguros y confiables de presión de agua y presión de aire.
  • Equipado con enfriador de 8P para el flujo de agua de la máquina de película de carbono.
  • Equipado con un juego de máquina de agua caliente de 6KW, cuando se abre la puerta, el agua caliente fluirá a través de la sala.

Requisitos de protección de seguridad

  • La máquina está equipada con un dispositivo de alarma;
  • Cuando la presión del agua o del aire no alcanza el caudal especificado, todas las bombas de vacío y válvulas están protegidas y no se pueden iniciar, y se emite una alarma sonora y una luz de señal roja;
  • Cuando la máquina está en proceso de trabajo normal, cuando la presión del agua o del aire es insuficiente de repente, todas las válvulas se cerrarán automáticamente y aparecerá una alarma sonora y una luz de señal roja;
  • Cuando el sistema operativo es anormal (alto voltaje, fuente de iones, sistema de control), habrá una alarma sonora y una luz de señal roja;
  • El alto voltaje está encendido y hay un dispositivo de alarma de protección.

Requisitos del entorno de trabajo

  • Temperatura ambiente: 10~35℃;
  • Humedad relativa: no más del 80%;
  • El entorno alrededor del equipo está limpio y el aire es limpio. No debe haber polvo o gas que pueda causar corrosión de aparatos eléctricos y otras superficies metálicas o causar conducción eléctrica entre metales.

Requisitos de potencia del equipo

  • Fuente de agua: agua industrial blanda, presión de agua 0.2~0.3Mpa, volumen de agua ~60L/min, temperatura de entrada de agua ≤25°C; conexión de tubería de agua de 1.5 pulgadas;
  • Fuente de aire: presión de aire 0.6MPa;
  • Fuente de alimentación: sistema trifásico de cinco hilos 380V, 50Hz, rango de fluctuación de voltaje: voltaje de línea 342 ~ 399V, voltaje de fase 198 ~ 231V; rango de fluctuación de frecuencia: 49 ~ 51Hz; consumo de energía del equipo: ~ 16KW; resistencia de puesta a tierra ≤ 1Ω;
  • Requisitos de elevación: grúa de 3 toneladas de auto-suministro, puerta de elevación no inferior a 2000X2200 mm

Advertencias

¡La seguridad del operador es el tema más importante! Por favor, opere el equipo con precauciones. Trabajar con gases inflamables, explosivos o tóxicos es muy peligroso, los operadores deben tomar todas las precauciones necesarias antes de poner en marcha el equipo. Trabajar con presión positiva dentro de los reactores o cámaras es peligroso, el operador debe respetar estrictamente los procedimientos de seguridad. También se debe tener precaución adicional cuando se opera con materiales que reaccionan con el aire, especialmente bajo vacío. Una fuga puede introducir aire en el aparato y provocar una reacción violenta.

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FAQ

¿Qué Es El Método PECVD?

PECVD (Deposición de vapor químico mejorada con plasma) es un proceso utilizado en la fabricación de semiconductores para depositar películas delgadas en dispositivos microelectrónicos, células fotovoltaicas y paneles de visualización. En PECVD, se introduce un precursor en la cámara de reacción en estado gaseoso, y la ayuda de medios reactivos de plasma disocia el precursor a temperaturas mucho más bajas que con CVD. Los sistemas PECVD ofrecen una excelente uniformidad de película, procesamiento a baja temperatura y alto rendimiento. Se utilizan en una amplia gama de aplicaciones y desempeñarán un papel cada vez más importante en la industria de los semiconductores a medida que la demanda de dispositivos electrónicos avanzados siga creciendo.

¿Para Qué Se Utiliza PECVD?

PECVD (deposición química de vapor mejorada con plasma) se usa ampliamente en la industria de semiconductores para fabricar circuitos integrados, así como en los campos fotovoltaico, tribológico, óptico y biomédico. Se utiliza para depositar películas delgadas para dispositivos microelectrónicos, células fotovoltaicas y paneles de visualización. PECVD puede producir compuestos y películas únicos que no se pueden crear solo con las técnicas comunes de CVD, y películas que demuestran una alta resistencia a los solventes y la corrosión con estabilidad química y térmica. También se utiliza para producir polímeros orgánicos e inorgánicos homogéneos sobre grandes superficies y carbono tipo diamante (DLC) para aplicaciones tribológicas.

¿Cuáles Son Las Ventajas De PECVD?

Las principales ventajas de PECVD son su capacidad para operar a temperaturas de deposición más bajas, proporcionando una mejor conformidad y cobertura de pasos en superficies irregulares, un control más estricto del proceso de película delgada y altas tasas de deposición. PECVD permite aplicaciones exitosas en situaciones en las que las temperaturas de CVD convencionales podrían dañar el dispositivo o el sustrato que se está recubriendo. Al operar a una temperatura más baja, PECVD crea menos estrés entre las capas de película delgada, lo que permite un rendimiento eléctrico de alta eficiencia y una unión con estándares muy altos.

¿Cuál Es La Diferencia Entre ALD Y PECVD?

ALD es un proceso de deposición de película delgada que permite una resolución atómica del espesor de la capa, excelente uniformidad de superficies de alta relación de aspecto y capas sin poros. Esto se logra mediante la formación continua de capas atómicas en una reacción autolimitante. PECVD, por otro lado, implica mezclar el material de origen con uno o más precursores volátiles utilizando un plasma para interactuar químicamente y descomponer el material de origen. Los procesos usan calor con presiones más altas que conducen a una película más reproducible en la que los espesores de la película pueden administrarse por tiempo/energía. Estas películas son más estequiométricas, más densas y pueden producir películas aislantes de mayor calidad.

¿Cuál Es La Diferencia Entre PECVD Y Pulverización Catódica?

La PECVD y la pulverización catódica son técnicas de deposición física de vapor utilizadas para la deposición de películas delgadas. PECVD es un proceso impulsado por gas difusivo que produce películas delgadas de muy alta calidad, mientras que la pulverización catódica es una deposición de línea de visión. PECVD permite una mejor cobertura en superficies irregulares como zanjas, paredes y alta conformidad y puede producir compuestos y películas únicos. Por otro lado, la pulverización catódica es buena para la deposición de capas finas de varios materiales, ideal para crear sistemas de revestimiento multicapa y multigraduado. PECVD se utiliza principalmente en la industria de semiconductores, campos tribológicos, ópticos y biomédicos, mientras que la pulverización catódica se utiliza principalmente para materiales dieléctricos y aplicaciones tribológicas.
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