多腔互联镀膜系统

多腔互联系统

Cluster vacuum system

真空环境与大气环境的最核心区分是气压不同，而气压产生的根源是某个特定空间内气体分子的多少，真空中各种气体的含量都非常少，在真空中加工处理材料时，这些残余的气体对于材料本身也是潜在的杂质，特别是气体分子在特定环境下还具备一定的反应活性时。大气中的主要气体为氮气和氧气，考虑到空气湿度，其实还有很大一部分水气，这三种气是镀膜工艺中能严重影响薄膜品质的气体，特别是氧气和水气。在真空下制备的氧化物薄膜，在不经过高温退火和离子辅助加固的情况下，氧化物薄膜一般是多孔结构，薄膜表面到内部存在大量孔隙，在薄膜出真空的那一瞬间，大气中的水气会迅速填充氧化物的孔隙，导致薄膜吸水，吸附在薄膜内部的水再次进入真空中也不一定能抽走，因此再继续做下一层薄膜的时候，水气就成了杂质被埋在薄膜中。在真空下制备的金属薄膜，出真空的时候就直接与氧气接触，经过一段时间，金属薄膜表面就会形成薄薄的一层氧化物薄膜。除了气体的影响，大气环境中还存在各种有机无机的微小灰尘颗粒，这些颗粒的尺寸相比于真空薄膜沉积的尺度是巨大的，一旦有颗粒掉落在样品上，会非常影响样品的表面形貌。因此，让样品的整个工艺流程都在真空环境下进行，对于提高样品质量，保证样品纯度，优化器件性能有着非常重要的意义。

多腔体互联系统就是利用真空阀门和传送手臂，将多个不同种类的真空单元链接起来，组成具有特定真空制备功能的真空系统。例如，OLED Cluster 会用传输腔体将金属镀膜腔体，有机物镀膜腔体，手套箱，Mask存储腔，等离子体预处理腔等多个腔体互联起来，传输腔体的功能就是实现样品在不出真空的条件下在不同腔体之间转移。

矽碁科技有着丰富的真空互联经验，其中主要包括，OLED Cluster, OPV Cluster, PVD cluster，超导约瑟夫森结Cluster，MEMS加工Cluster，PZT Cluster，TFE Cluster等。具体功能与设计根据用户器件工艺流程、性能需求和产品产能定制。

可集成于多腔互联系统中的技术：

● 磁控溅射：金属，介质，半导体，合金，超导材料，磁性材料，多铁材料镀膜

● 电子束蒸发：金属，介质，半导体镀膜，lift-off工艺，多层膜电极

● 热蒸发：低熔点金属电极，离子化合物，有机物材料镀膜

● ALD / PEALD：高K材料镀膜，绝缘层，缓冲层，阻挡层，薄膜封装工艺，表面覆盖

● PECVD：介质厚膜镀膜，薄膜封装工艺

● ICPCVD：二维材料制备，石墨烯，硫化物，硒化物

● RIE/ICP：介质，金属，半导体材料刻蚀

● 高温真空原位退火：应力释放，结晶质量改善，减少缺陷，增大晶粒

● 样品翻转腔：PVD与CVD技术衔接，双面镀膜

● 等离子体表面处理腔：衬底表面清洁，样品表面刻蚀

● 氧化氮化腔：表面氧化

● 传送腔：真空内样品传递

● 样品存储腔：多片样品/Mask存储

● 手套箱：防空气污染，确保材料活性，匀胶显影工艺，封装工艺，性能测试

应用领域：

● 超导约瑟夫森结制备，量子计算应用

● OLED，MicroLED，MiniLED

● OPV，钙钛矿，锂电，CIGS太阳能电池

● ZnS，红外探测应用

● 磁性薄膜应用，磁隧道结

● PZT，AlN压电材料，MEMS应用

● 微纳加工，Lift-off工艺

● 多层交替薄膜，薄膜封装工艺