G. Rendón1, P. Poot2, A. l. Oliva3, F. J. Espinosa-Faller*4
1,2,4 Universidad Marista de Mérida, Escuela de Ingeniería, Periférico Norte Tablaje 13941, Mérida, Yucatán, 97300, México. *fjespinosa@marista.edu.mx.
3 Centro de Investigación y de Estudios Avanzados del IPN, Unidad Mérida, Departamento de Física Aplicada, Km. 6 Antigua Carretera a Progreso, A.P. 73-Cordemex, 97310, Mérida, Yucatán México.
ABSTRACT
A simple substrate heater and its temperature controller were designed and built in order to prepare thin films in a high vacuum deposition system. The substrate heater was elaborated with a glass-ceramic body and a molybdenum foil heater. The applied power and the temperature are regulated by a power controller board using a microcontroller programmed with a proportional-integrative-derivative algorithm. The heater/controller system was tested in a high vacuum deposition system and the results of its characterization at 100, 200, 300 and 400 °C are presented. A variation in temperature better than ± 0.5 °C was obtained for all the tested temperatures. An application of the substrate heater is demonstrated by evaporating gold thin films on heated glass substrates.
Keywords: substrate heater, temperature controller, vacuum thin film deposition.
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Se presenta el diseño y la fabricación de un calentador de sustratos con control de temperatura para preparar películas delgadas en un sistema de depósito de alto vacío. El calentador de sustratos fue elaborado usando vitrocerámica y una lámina de molibdeno como elemento calefactor. La energía aplicada y la temperatura del calentador de sustrato son controladas a través de una tarjeta controladora de potencia usando un microcontrolador programado con un algoritmo basado en un sistema de control proporcional-integral-derivativo. El sistema calentador/controlador propuesto fue evaluado a las temperaturas de 100, 200, 300 y 400 °C. El sistema proporciona una regulación de temperatura menor a ±0.5 °C para todas las temperaturas evaluadas. La aplicabilidad del calentador de sustratos se demostró depositando películas delgadas de oro sobre sustratos de vidrio calentados.
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