Neocera 脉冲激光沉积系统Pioneer 180-2-PLD

高性能的离子辅助沉积系统 离子辅助沉积已经成为在无规取向的衬底或非晶衬底上沉积双轴结构薄膜的一种重要技术。Neocera 开发了离子辅助的 PLD 系统，该系统将 PLD 在沉积复杂材料方面的优势与 IBAD 能力结合在一起。

    

激光加热器升级（Laser Heater upgrade）

在这次升级中，Pioneer 180 PLD 系统现有的 2 英寸直径的辐射加热台将被激光加热台取代。 LSH-100 激光加热器能够产生高于 1000℃ 的衬底温度。衬底的背面与由 140 瓦光纤耦合激光器辐射加热的吸收器直接热 接触。吸收器的温度由集成光学高温计持续监控，为加热器温度 PID - 控制回路提供反馈。Neocera 专用软件（LabView 2018）为用户提供了许多选项，用于编程自定义温度配置文件、加热模式和创建配置文件库。整个 LSH-100 加热器组件完 全集成，以实现可靠和安全的运行。

850℃ → 1000℃

技术参数：

• 光纤耦合二极管激光器，最 大输出功率：140 W

• 激光波长：930 ~ 960 nm

• 最 大衬底尺寸：10 mm × 10 mm

• 高温计读数范围：300 ~ 1300 ℃

• 最 大吸收器温度：1050 ℃

• 温度不均匀性：<10 ℃

• 温度稳定性：1 %

• 最 大升温速率：30 ℃/s

射频溅射源系统

• 6 英寸 CF 法兰安装

• 溅射源直径：2 英寸

• 最 大射频功率：300 W

• 包含射频优化网络，手动调优。

直流溅射源系统

• 6 英寸 CF 法兰安装

• 溅射源直径：2 英寸

• 最 大直流功率：500 W

• 含 1 KV 电源

CCS（连续成分生长）/ 组合

PLD CCS（连续成分生长）功能可在单次沉积中沉积多种不同组分的材料，大大缩短了沉积不同组分材料及合成新材料的时间， 实现合成材料组分的优化。PLD-CCS 系统能以连续的方式改变沉积的材料，没有必要使用掩模。可以在每一次循环中， 以小于一个单分子层的速率，快速连续沉积每一种组分，其结果类似于共沉积法。该法无需在沉积后进行退火促进内部扩 散或结晶，对于生长温度是关键参数的研究或者被沉积的材料或衬底不适合高温退火的情况非常有帮助。Neocera 公司的 PLD 系统在同一个系统上既可以实现带有 CCS（连续成分生长）功能的 PLD（CCS-PLD）, 也可以实现基本的 PLD 功能。

高压 RHEED 系统

激光分子束外延（Laser MBE）

激光 MBE 是普遍采用的术语，该法是一种纳米尺度薄膜合成的理想方法，高真空下的 PLD 与在线工艺监测的反射高能电 子衍射（RHEED）的联合应用，为用户提供了类似于 MBE 的薄膜生长的单分子水平控制。

• 高压 RHEED 用于原位薄膜生长控制。

• 提供原子级薄膜生长控制 / 生长模式控制。（例如：通过 RHEED 振荡实现的 2D 生长模式）

• RHEED 是一种衍射技术。从屏上产生的衍射图样中，可以实时地破译结构信息。

• 厚度和沉积速率信息。

• 薄膜衬底界面的应力 / 其它结构缺陷、第二相均可检测。

• 这些信息对于各种纳米结构的高质量外延薄膜生长至关重要。

技术参数：

• 最 大束流电压：30 KeV。

• 两组磁线圈，用于衬底平面内和垂直于衬底平面的束流运动。

• 双差动泵（氧气的兼容性高达 500 mTorr ）。

• 配有光阀的凹形 RHEED 屏。

• 12 位 CCD 相机。

• K-space 数据采集和软件。

• 与 PLD 系统完全集成。

Low Angle X-ray Spectroscopy - 小角 X 射线谱仪

• LAXS 用于实时成分诊断。

• LAXS 实时检测薄膜成分。

• 在薄膜沉积过程中，利用 Neocera 专有算法将高能电子束产生的各种元素的 X 射线强度转化为元素成分。

• LAXS 是一种动态 X 射线光谱技术。

• 实时提供薄膜的定量成分信息。

• LAXS 提供了成分 / 化学信息，与 RHEED（结构）相辅相成。

• 这些综合信息对材料研究人员来说至关重要。

技术参数：

• X 射线源：30 KeV 电子束（使用 RHEED 的 X 射线源）。

• 电子束入射角：<10°。

• X 射线探测器：硅漂移探测器。

• X 射线能量范围：1 ~ 20 KeV。

• 能量分辨率：130 eV。

• 最 小薄膜厚度：2 nm。

• 成分准确度：+/-5%。

• 沉积气压范围：10-8 Torr to 500 mTorr。

• 软件：Windows 10，Labview 2018。

Ion Energy Spectrometer - 离子能谱仪

技术参数：

• 操作气压范围：本底真空（5×10-7 Torr）到工艺气压的 200 mTorr。

• 离子能量范围：0 ~ 200 eV

• 最 小能量分辨率：1 eV

• 扫描步长：0.2 ~ 10 V

• 离子电流振幅范围：10-3 ~ 10 A • 最 大传感器直径：3.5 cm

• 数字转换器带宽：50 MHz

。时间分辨率：20 ns

• 与激光同步的精度：30 ns

• 最 大脉冲重复频率：5 Hz

• 气体压力范围：0 ~ 200 mTorr

• 最 大等离子体浓度（最 大）：~1×1013 /cm3

• TOF 能量范围：10 ~ 1500 eV

离子辅助沉积（IBAD）

高性能的离子辅助沉积系统

离子辅助沉积已经成为在无规取向的衬底或非晶衬底上沉积双轴结构薄膜的一种重要技术。Neocera 开发了离子辅助的 PLD 系统，该系统将 PLD 在沉积复杂材料方面的优势与 IBAD 能力结合在一起。

脉冲电子束沉积系统（PED）

脉冲电子束沉积（Pulsed Electron Deposition）是指高能脉冲（100 ns）的电子束（约 1000 A，15 KeV）在靶材上穿透大约 1 μm，使靶材快速蒸发形成等离子体。对靶材的非平衡提取（烧灼）使等离子体的组分与靶材的化学计量比组分一致。在 最佳条件下，靶材的化学计量比与沉积薄膜保持一致。所有的固态材料如金属、半导体和绝缘体等都可以用 PED 技术沉 积各自的薄膜。

。独立一站式方案脉冲电子束沉积系统 PED。

• 沉积外延薄膜、多层异质结构薄膜（heterostructures）与超晶格薄膜。

• 沉积氧化物薄膜时与氧气兼容。

• 升级选项：离子辅助 PED、连续成分生长 PED、进样系统 Load-Lock。

• 可附加的沉积源：脉冲激光与射频 / 直流溅射。

• 集成 XPS/ARPES UHV 集群系统，原位高真空衬底传送系统。

技术参数：

• 输入电压：115 ~ 230 V 交流，50/60 Hz，单相电

• 气压（氧气）：5 ~ 20 mTorr

• 电子能量：8 ~ 20 kV

• 最 大脉冲能量：800 mJ

• 最 小脉冲能量：100 mJ

• 脉冲能量变化：±10%

• 脉宽：~100 ns

• 最 大脉冲重复频率：10 Hz

• 电子束最 小横截面：6×10-2 cm2

• 电子束横截面变化：±20%

• 最 大脉冲功率密度：1.3×108 W/cm2

• Z - 定位范围：50 mm

• XY - 定位范围：±20 mm

• 阴极寿命：>1×107 个脉冲

• PEBS 阀体最 高温度：85 ℃