EpiCentre – Eine Einführung in Depositionsprobenstationen
Die EpiCentre-Reihe an Depositionsprobenstationen verwendet hochmodernes Design und Ingenieurskunst, um eine Hochtemperatursubstraterheizung und -manipulation unter echten UHV-Bedingungen zu ermöglichen. EpiCentres wurden für Depositionsanwendungen wie MBE (Molecular Beam Epitaxy), Sputtern und CVD (Chemical Vapor Deposition) entwickelt. Substrat-Annealing, Ausgasen und andere Hochtemperaturmaterialmodifikationen können ebenfalls durchgeführt werden.
EpiCentres können in jeder Ausrichtung montiert werden, um den kundenspezifischen Kammerdesigns und Anwendungskonfigurationen gerecht zu werden.
Die EpiCentre-Reihe wird seit vielen Jahren von führenden Forschungslaboren auf der ganzen Welt eingesetzt. Referenzen von Endbenutzern sind für eine Vielzahl von Anwendungen und Substratgrößen verfügbar. Die Reihe umfasst drei Modelltypen: EC-I, EC-R und GLAD.
Übersicht der Reihe
Ein 'In-line' Design hält das Substrat parallel zum Montageflansch. Die EC-I-Serie bietet Substratheizung mit einer Reihe von bewährten modularen Optionen, wie Substratrotation, elektrische Vorspannung (Bias) und axiale Translation zum Einstellenn der Substrathöhe und um einen Substrattransfer zu erleichtern. Der modulare Ansatz ermöglicht den Endanwendern die Auswahl von Merkmalen wie Substratgröße, den Umfang der erforderlichen axialen Bewegung, die Größe und Art des Montageflansches und die Arbeitshöhe.
Ein 'rechtwinkliges' Design, das das Substrat in 90° gegenüber dem Montageflansch hält. Der EC-R bietet Substratrotation, Erwärmung und elektrische Vorspannung (Bias). Die beiden Rotationsachsen liefern eine kontinuierliche azimutale Rotation und ± 180° Neigung für die Substratausrichtung. Die Probenstation kann in beliebiger Ausrichtung montiert werden. Der EC-R kann auch spezifisch als Nachrüstinstrument für MBE-Systeme wie das VG Semicon V80H konfiguriert werden.
Ein in-line Design für streifenden Einfallswinkel ('glancing angle') hält das Substrat in variablem Winkel zum Montageflansch. Die GLAD-Probenstation (GLancing Angle Deposition) erfreut sich großen Interesses im Bereich dreidimensionaler Nanostrukturen. Die GLAD-Probenstation eignet sich zur Verwendung mit allen üblichen, gerichteten Depositionsquellen, z.B.
- Thermisches Verdampfen
- Physikalische Gasphasen-Deposition
- Gepulste Laserdeposition
- Magnetron-Sputtern
Kostengünstige Inline-Präparationsprobenstationen für 2" & 4" Substratpräparation. Die Inline-Präparationsprobenstationen der EPS-Serie halten das Substrat parallel zum Befestigungsflansch. The stationary EPS heating module provides durable and uniform heating of 2" or 4" substrates to 800°C. Manuelle oder motorisierte Substratrotation bis 60rpm wird von den magnetisch gekoppelten MagiDrive-Drehdurchführungen bereitgestellt.
Hauptvorteile
Kompaktes, zuverlässiges Design
MD16 / MD35H MagiDrive Stack
MAGIDRIVE Drehdurchführungen
Das EpiCentre verwendet magnetisch gekoppelte Drehdurchführungen in Hochlast-Bereichen für Substrat- und Polarrotation. Der Verzicht auf kantengeschweißte Bälge, O-Ring-Dichtungen und ferromagnetische Komponenten erhöht die Zuverlässigkeit und beseitigt mögliche Kontaminationsquellen.
Hohlschaft-Varianten des MagiDrives ermöglichen koaxiales Stacking für echte Unabhängigkeit von polarer und azimutaler Rotation, ohne dass teure Positioniergetriebe zur Einstellung des Probenstationskopf benötigt werden.
EC-I MagiLift Antrieb
MAGILIFT Linear/Drehbühne
Die grundlegende Manipulation unserer EC-I-Probenstationen wird durch unseren einzigartigen, kompakten, magnetisch gekoppelten MagiLift-Antrieb gewährleistet, der Folgendes bietet:
- Kontinuierliche Substratrotation
- 25 mm Heben/Senken des Substrats
- Ausgangslagen-Messung des inneren Rotors mit einer Auflösung von 0,1°
- Einteiliges Vakuumgehäuse (keine Schweißnähte)
Der Verzicht auf unnötige Bälge und dynamische Dichtungen im EpiCentre sorgt für echte UHV-Leistung, erhöht die Zuverlässigkeit und reduziert Ausfallzeiten.
Substrat-Bias mit ultrastabilem Plasma
EpiCentre Probenstationen können mit der Möglichkeit ausgestattet werden, eine elektrische Vorspannung (Bias) anzulegen, um die Depositionseigenschaften Substarts zu steuern und um ein Plasma für die Sputterreinigung des Substrats vor der Deposition zu erzeugen. Ein Bias mit bis zu 1kV DC und/oder 100 W RF kann während kontinuierlicher Heizung und Rotation angelegt werden. Standardmäßig ist eine Dunkelraumabschirmung vorgesehen, um eine parasitäre Plasmabildung um den elektrischen Pfad und anderer anfälliger Bereiche zu verhindern.
Unsere proprietäre Substrat-Bias-Technologie bietet unübertroffene, ultrastabile Leistung, und das in der Regel ohne Wartung und bei langer Lebensdauer.
Hohe, gleichmäßige Hochtemperatur-Substratheizung
SiCg Heizelement
sSiC Heizelement
Bis vor kurzem wurden mit pyrolytischem Graphit beschichtete Graphit (PgG) -Heizelemente in den meisten Depositionsprobenstationen verwendet und sind immer noch die Grundlage in diesem Bereich und bieten eine robuste Leistung bei UHV-Anwendungen. Graphitheizer oxidieren jedoch und verbrauchen sich, wenn sie in Gegenwart von hohen Partialdrücken von O2 bei hoher Temperatur betrieben werden. Für Sputteranwendungen mit hohen Partialdrücken von O2, sind auch andere Technologien verfügbar. UHV Design bietet jetzt eine Auswahl an Heizelementen aus festem Siliciumcarbid (sSiC) oder Siliciumcarbid beschichtetem Graphit (SiCg), die eine ausgezeichnete Temperaturhomogenität bieten.
Beide Optionen wurden vollständig in Bezug auf die typische Lebensdauer bei einem Partialdruck von O2 und Temperatur charakterisiert. Es sind außerdem Hilfestellungen von UHV Design zur Auswahl der besten Option für Ihre Anwendung verfügbar.
EpiCentre heater modules have a self-supporting element, refractory metal enclosure and are capable of producing substrate temperatures up to 1200°C. Aufgrund des außergewöhnlich hohen Verhältnisses von geheizter zu offener Heizfläche laufen die Elemente bei wesentlich niedrigeren Temperaturen als herkömmliche Metalldrahtheizungen. Eine mehrschichtige Wärmeabschirmung ist ebenfalls vorgesehen, um unerwünschte Erwärmung der Umgebung zu reduzieren.
Temperaturhomogenität
Die Heizmodule von UHV Design bieten eine hervorragende Temperaturhomogenität, ohne die Notwendigkeit, Zweizonenheizungen einsetzen zu müssen.
Die typische Homogenität der Substrattemperatur, die mit unseren Heizmodulen erreicht wird, ist auf der rechten Seite dargestellt.
SiC-beschichtete Elemente
SiCg-Elemente bestehen ähnlich wie PgG-Elemente ebenfalls hauptsächlich aus Graphit, besitzen aber eine Beschichtung aus Siliciumcarbid (SiC). Dies führt im Vergleich zu PgG zu einer verbesserten Haltbarkeit bei der Verwendung in oxidierenden Atmosphären. Da SiC jedoch ein Isolator ist, sind Lücken in der Beschichtung erforderlich, um Verbindungen mit dem darunter liegenden Graphit zu ermöglichen. Der Heizer ist daher an diesen Stellen längerfristig gesehen noch geringfügig anfällig für Oxidation.
Feste SiC-Heizer
Feste SiC-Heizer werden aus leitfähigem, festen SiC-Material der ß-Phase hergestellt und sind in jeder Hinsicht robuster. Sie sind beständig gegen mechanische oder elektrische Schocks sowie wenn sie reaktiven Gasen ausgesetzt sind, einschließlich oxidierender Atmosphären bei hohen Temperaturen. Sie sind auch dahingehend optimiert, ein Höchstmaß an Temperaturhomogenität zu erzeugen.
Dank des großen Verhältnis von Strahlungsfläche zu Spalten laufen alle diese Elemente bei beträchtlich niedrigeren Temperaturen als die üblicherweise verwendeten Metalldrahtheizelemente. Das verlängert die Lebensdauer des Heizelements.