CN210711715U - 一种脉冲激光沉积镀膜装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种脉冲激光沉积镀膜装置，包括真空镀膜室、脉冲激光器、电子源、旋转靶座和可加热旋转的基片架，所述旋转靶座、电子源和基片架设于真空镀膜室中，所述旋转靶座周向环绕分布有六种不同的靶材，所述基片架夹设有基片，所述旋转靶座与基片架横向相对设置，并且所述旋转靶座的中心线与基片架的中心线相互叠合，所述电子源为两个，两个电子源分设于基片架的两侧，所述真空镀膜室周向设有多个透光窗，所述脉冲激光器发出的激光束穿过透光窗射入靶材上。本实用新型能调整激光束射入靶材的角度，方便研究制备高端薄膜，且能使薄膜更加致密，提高镀膜质量，有效提高镀膜的沉积效率，方便制备多种材料的多层薄膜。
Description
技术领域
本实用新型涉及镀膜设备技术领域，特别涉及一种脉冲激光沉积镀膜装置。
背景技术
脉冲激光沉积，也被称为脉冲激光烧蚀，是一种利用激光对物体进行轰击，然后将轰击出来的物质沉淀在不同的衬底上，得到沉淀或者薄膜的一种手段。
现有的脉冲激光沉积镀膜装置大多仅设有一个透光窗，脉冲激光器所发出的激光束通过该透光窗之后直接射入靶材上，这样便难以调整激光束射入靶材的角度，不利于研究制备高端薄膜。
发明内容
本实用新型要解决的技术问题是，针对上述现有技术中的不足，提供一种脉冲激光沉积镀膜装置，其能调整激光束射入靶材的角度，方便研究制备高端薄膜，且能使薄膜更加致密，提高镀膜质量，有效提高镀膜的沉积效率，方便制备多种材料的多层薄膜。
为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：
一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：包括真空镀膜室、脉冲激光器、电子源、旋转靶座和可加热旋转的基片架，所述旋转靶座、电子源和基片架设于真空镀膜室中，所述旋转靶座周向环绕分布有六种不同的靶材，所述基片架夹设有基片，所述旋转靶座与基片架横向相对设置，并且所述旋转靶座的中心线与基片架的中心线相互叠合，所述电子源为两个，两个电子源分设于基片架的两侧，所述真空镀膜室周向设有多个透光窗，所述脉冲激光器发出的激光束穿过透光窗射入靶材上。
作为一种优选方案，所述电子源的中心线与基片架的中心线所成角度为45°。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括驱动旋转靶座转动的第一驱动电机，所述第一驱动电机安装于真空镀膜室的侧向，所述旋转靶座与第一驱动电机的输出轴固定连接。
作为一种优选方案，所述旋转靶座和第一驱动电机之间设有用于使旋转靶座能前后伸缩的伸缩装置。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括驱动基片架转动的第二驱动电机，所述第二驱动电机安装于真空镀膜室的侧向，所述基片架与第二驱动电机的输出轴固定连接。
作为一种优选方案，所述基片架内装设有用于将基片加热的加热器。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括抽真空***，所述抽真空***包括机械泵和分子泵，所述机械泵用于对真空镀膜室进行一级抽真空，所述机械泵的进气口连通分子泵的出气口；所述分子泵用于对真空镀膜室进行二级抽真空，所述分子泵的进气口连通真空镀膜室的出气口；所述分子泵和真空镀膜室之间设置有闸板阀和用于测定真空镀膜室内真空度的真空计。
作为一种优选方案，所述真空镀膜室设有用于向真空镀膜室输入气体的进气接口。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜装设于脉冲激光器的激光发射头的前端，所述脉冲激光器发出的激光束先后穿过聚焦透镜和透光窗射入靶材上。
作为一种优选方案，所述脉冲激光器为准分子激光器。
本实用新型的有益效果是：在真空镀膜室设置多个透光窗，这样脉冲激光器便能通过不同的透光窗向靶材射入激光束，如此便能调整激光束射入靶材的角度，更有助于研究制备高端薄膜；而所述旋转靶座周向环绕分布有六种不同的靶材，如此还能实现多个脉冲激光器同时通过不同透光窗向不同靶材/同一靶材射入激光束，进一步有助于研究制备高端薄膜；旋转靶座周向环绕分布有六种不同的靶材，在需要更换靶材时，只需控制旋转旋转靶座进行切换，无需停机更换靶材，方便制备多种材料的薄膜；基片架既能加热，又能旋转，如此在膜层沉积的过程中能使基片加热均匀，有利于膜层生长，提高膜层的均匀性，提高镀膜质量；本镀膜装置适用于研究制备高端薄膜，尤其适用于制备半导体、高温超导、类金刚石等薄膜。
附图说明
图1为本实用新型之实施例的结构示意图。
图中：1-真空镀膜室，2-旋转靶座，3-基片架，4-电子源，5-透光窗，6-第一驱动电机，7-第二驱动电机，8-闸板阀，9-真空计，10-进气接口。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的结构原理和工作原理作进一步详细说明。
如图1所示，一种脉冲激光沉积镀膜装置，包括真空镀膜室1、脉冲激光器、电子源4、旋转靶座2和可加热旋转的基片架3，所述旋转靶座2、电子源4和基片架3设于真空镀膜室1中，所述旋转靶座2周向环绕分布有六种不同的靶材，所述基片架3夹设有基片，所述旋转靶座2与基片架3横向相对设置，并且所述旋转靶座2的中心线与基片架3的中心线相互叠合，所述电子源4为两个，两个电子源4分设于基片架3的两侧，所述真空镀膜室1周向设有多个透光窗5，所述脉冲激光器发出的激光束穿过透光窗5射入靶材上。
作为一种优选方案，所述电子源4的中心线与基片架3的中心线所成角度为45°。所述电子源4的电压为1500V。
作为一种优选方案，所述透光窗5为透明的石英窗。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括驱动旋转靶座2转动的第一驱动电机6，所述第一驱动电机6安装于真空镀膜室1的侧向，所述旋转靶座2与第一驱动电机6的输出轴固定连接。
作为一种优选方案，所述旋转靶座2和第一驱动电机6之间设有用于使旋转靶座2能前后伸缩的伸缩装置。所述伸缩装置的最大伸缩行程为90mm。所述伸缩装置可以为手动式伸缩装置，也可以为电动式伸缩装置，伸缩装置的设置能使旋转靶座能前后移动，以此调整靶材和基片之间的距离，进一步有助于研究制备高端薄膜。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括驱动基片架3转动的第二驱动电机7，所述第二驱动电机7安装于真空镀膜室1的侧向，所述基片架3与第二驱动电机7的输出轴固定连接。
所述第一驱动电机6和第二驱动电机7均为可逆电机，所述可逆电机的转速为15r/min。
作为一种优选方案，所述基片架3内装设有用于将基片加热的加热器。所述加热器的最高加热温度可达900℃。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括抽真空***，所述抽真空***包括机械泵和分子泵，所述机械泵用于对真空镀膜室1进行一级抽真空，所述机械泵的进气口连通分子泵的出气口；所述分子泵用于对真空镀膜室1进行二级抽真空，所述分子泵的进气口连通真空镀膜室1的出气口；所述分子泵和真空镀膜室1之间设置有闸板阀8和用于测定真空镀膜室1内真空度的真空计9，这样能有效提高抽真空的速度，在更换衬底及靶材之后，能快速恢复真空镀膜室1的真空性能，节省等待时间，提高镀膜的效率。
作为一种优选方案，所述真空镀膜室1设有用于向真空镀膜室1输入气体的进气接口10，这样便能在真空镀膜室1中放入合适的气体，以满足镀膜研究中的需求。
作为一种优选方案，所述脉冲激光沉积镀膜装置还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜装设于脉冲激光器的激光发射头的前端，所述脉冲激光器发出的激光束先后穿过聚焦透镜和透光窗5射入靶材上。
作为一种优选方案，所述脉冲激光器为准分子激光器。
本实用新型的有益效果是：在真空镀膜室1设置多个透光窗5，这样脉冲激光器便能通过不同的透光窗5向靶材射入激光束，如此便能调整激光束射入靶材的角度，更有助于研究制备高端薄膜；而所述旋转靶座2周向环绕分布有六种不同的靶材，如此还能实现多个脉冲激光器同时通过不同透光窗5向不同靶材/同一靶材射入激光束，进一步有助于研究制备高端薄膜；旋转靶座2周向环绕分布有六种不同的靶材，在需要更换靶材时，只需控制旋转旋转靶座2进行切换，无需停机更换靶材，方便制备多种材料的薄膜；基片架3既能加热，又能旋转，如此在膜层沉积的过程中能使基片加热均匀，有利于膜层生长，提高膜层的均匀性，提高镀膜质量；本镀膜装置适用于研究制备高端薄膜，尤其适用于制备半导体、高温超导、类金刚石等薄膜。
以上所述，仅是本实用新型较佳实施方式，凡是依据本实用新型的技术方案对以上的实施方式所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：包括真空镀膜室、脉冲激光器、电子源、旋转靶座和可加热旋转的基片架，所述旋转靶座、电子源和基片架设于真空镀膜室中，所述旋转靶座周向环绕分布有六种不同的靶材，所述基片架夹设有基片，所述旋转靶座与基片架横向相对设置，并且所述旋转靶座的中心线与基片架的中心线相互叠合，所述电子源为两个，两个电子源分设于基片架的两侧，所述真空镀膜室周向设有多个透光窗，所述脉冲激光器发出的激光束穿过透光窗射入靶材上。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：所述电子源的中心线与基片架的中心线所成角度为45°。
3.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：还包括驱动旋转靶座转动的第一驱动电机，所述第一驱动电机安装于真空镀膜室的侧向，所述旋转靶座与第一驱动电机的输出轴固定连接。
4.根据权利要求3所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：所述旋转靶座和第一驱动电机之间设有用于使旋转靶座能前后伸缩的伸缩装置。
5.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：还包括驱动基片架转动的第二驱动电机，所述第二驱动电机安装于真空镀膜室的侧向，所述基片架与第二驱动电机的输出轴固定连接。
6.根据权利要求5所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：所述基片架内装设有用于将基片加热的加热器。
7.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：还包括抽真空***，所述抽真空***包括机械泵和分子泵，所述机械泵用于对真空镀膜室进行一级抽真空，所述机械泵的进气口连通分子泵的出气口；所述分子泵用于对真空镀膜室进行二级抽真空，所述分子泵的进气口连通真空镀膜室的出气口；所述分子泵和真空镀膜室之间设置有闸板阀和用于测定真空镀膜室内真空度的真空计。
8.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：所述真空镀膜室设有用于向真空镀膜室输入气体的进气接口。
9.根据权利要求1所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：还包括聚焦透镜，所述聚焦透镜装设于脉冲激光器的激光发射头的前端，所述脉冲激光器发出的激光束先后穿过聚焦透镜和透光窗射入靶材上。
10.根据权利要求9所述的一种脉冲激光沉积镀膜装置，其特征在于：所述脉冲激光器为准分子激光器。
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| CN201921523393.9U CN210711715U (zh) | 2019-09-12 | 2019-09-12 | 一种脉冲激光沉积镀膜装置 |
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Publications (1)
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| CN210711715U true CN210711715U (zh) | 2020-06-09 |
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| CN (1) | CN210711715U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113186497A (zh) * | 2021-03-24 | 2021-07-30 | 松山湖材料实验室 | 脉冲激光沉积方法及其装置 |
| CN113445007A (zh) * | 2021-05-28 | 2021-09-28 | 松山湖材料实验室 | 脉冲激光沉积装置及方法 |
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2019
- 2019-09-12 CN CN201921523393.9U patent/CN210711715U/zh active Active
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