一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统技术方案

本发明专利技术涉及团簇束流沉积装置，具体涉及一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，包括沉积腔，沉积腔通过连管与分子泵相连，沉积腔上分别设有TFO腔接口、取样腔接口、测试腔接口、磁控溅射端口，磁控溅射端口上连接有磁控溅射枪，沉积腔内部设有扫描底座，扫描底座包括框架、第一滑动座和沉积座，框架上设有用于驱动第一滑动座在平面内移动的平面驱动机构，平面驱动机构包括沿横向移动的第一推板，沿纵向移动的第二推板，以及分别开设于第一推板、第二推板上的第一限位开口、第二限位开口，第一滑动座设于第一限位开口、第二限位开口的交汇处；本发明专利技术提供的技术方案能够有效克服晶元团簇沉积效果较差、无法对衬底座进行有效调节的缺陷。缺陷。缺陷。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统


[0001]本专利技术涉及团簇束流沉积装置，具体涉及一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统。

技术介绍

[0002]纳米材料又称之为超微晶材料，其团簇粒径介于1nm
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100nm，具有小尺寸效应、量子效应、界面效应和表面效应等独特而优异的物理性能，在陶瓷、微电子、化工、医学等领域具有广阔的应用前景。近十年来，围绕纳米材料的制备方法、性能测试和理论解释已成为各国研究的热点。
[0003]团簇是由几个乃至上千个原子、分子或离子通过物理或化学结合力组成的相对稳定的微观或亚微观聚集体，其物理和化学性质随所含的原子数目而变化。团簇广泛存在于自然界和人类实践活动中，涉及到许多物质运动过程和现象，如催化、燃烧、晶体生长、成核和凝固、相变、溶胶、薄膜形成和溅射等，因此针对团簇的研究是目前纳米材料的研究热点。
[0004]团簇离子束技术(ClusterIonBeam，CIB)广泛用于工件表面的掺杂、蚀刻、清洁、平滑以及薄膜沉积。团簇离子源通过电子轰击而离子化所产生的气体团簇包括数个到数千个或更多的分子聚集体，这些气体团簇的尺寸较大，通常为中性或者携带少量电荷，因此仅作用于极浅的表面区域，而不会产生较深的次表面损伤。

技术实现思路

[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术所存在的上述缺点，本专利技术提供了一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，能够有效克服现有技术所存在的晶元团簇沉积效果较差、无法对衬底座进行有效调节的缺陷。r/>[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：
[0009]一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，包括沉积腔，所述沉积腔通过连管与分子泵相连，所述沉积腔上分别设有TFO腔接口、取样腔接口、测试腔接口、磁控溅射端口，所述磁控溅射端口上连接有磁控溅射枪；
[0010]所述沉积腔内部设有扫描底座，所述扫描底座包括框架、第一滑动座和沉积座，所述框架上设有用于驱动第一滑动座在平面内移动的平面驱动机构，所述平面驱动机构包括沿横向移动的第一推板，沿纵向移动的第二推板，以及分别开设于第一推板、第二推板上的第一限位开口、第二限位开口，所述第一滑动座设于第一限位开口、第二限位开口的交汇处；
[0011]所述第一滑动座上设有用于驱动沉积座上下移动的竖直驱动机构，所述竖直驱动机构包括开设于第一滑动座内部的容置腔，固定于容置腔内部的第三电机，相对固定于容置腔内壁的直线滑轨，滑动连接于直线滑轨之间的第二滑动座，固定于第三电机驱动轴上
与第二滑动座螺纹连接的第三螺纹杆，固定于第一滑动座端部的挡板，以及通过与挡板滑动连接的连杆与第二滑动座固定的安装座；
[0012]所述安装座上设有用于驱动沉积座转动的水平转动机构，所述沉积座与安装座转动连接，所述水平转动机构包括固定于安装座上的第四电机，固定于第四电机驱动轴上的主动齿轮，以及设于沉积座上与主动齿轮啮合的轮齿。
[0013]优选地，所述框架上分别相对开设有横向开口、纵向开口，所述横向开口、纵向开口内部分别滑动连接有第一滑块、第二滑块，所述第一滑块、第二滑块分别固定于第一推板、第二推板的两端；
[0014]所述框架上固定有第一电机、第二电机，所述第一电机、第二电机的驱动轴上分别固定有与第一滑块、第二滑块螺纹连接的第一螺纹杆、第二螺纹杆。
[0015]优选地，所述第一滑块、第二滑块的截面均呈“T”形。
[0016]优选地，所述安装座上设有环形滑轨，所述沉积座底部开设有与环形滑轨配合的环形滑槽。
[0017]优选地，所述沉积腔内壁固定有连接座，所述连接座与框架焊接固定。
[0018]优选地，所述沉积腔内部在磁控溅射枪的沉积路径上设有膜厚监测仪。
[0019]优选地，所述磁控溅射枪的沉积路径与来自TFO腔接口的团簇束流轴心在沉积腔的内部中心处交叉。
[0020]优选地，所述连管上设有第一插板阀，所述取样腔接口上设有第二插板阀。
[0021](三)有益效果
[0022]与现有技术相比，本专利技术所提供的一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，利用扫描底座能够带动沉积座在平面内完成有效位置移动，并且能够带动沉积座在竖直方向上进行位置调节，同时还能够带动沉积座在水平面转动，保证沉积座上的晶元能够在各个方位上完成团簇沉积，提升晶元团簇沉积的效果。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]图1为本专利技术的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术图1的俯视部分结构示意图；
[0026]图3为本专利技术图2中扫描底座的结构示意图；
[0027]图4为本专利技术图3中第一滑动座上的结构示意图。
具体实施方式
[0028]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，如图1至图4所示，包括沉积腔1，沉积腔1通过连管5与分子泵6相连，沉积腔1上分别设有TFO腔接口2、取样腔接口3、测试腔接口4、磁控溅射端口9，磁控溅射端口9上连接有磁控溅射枪10。
[0030]沉积腔1内部在磁控溅射枪10的沉积路径上设有膜厚监测仪，磁控溅射枪10的沉积路径与来自TFO腔接口2的团簇束流轴心在沉积腔1的内部中心处交叉。
[0031]连管5上设有第一插板阀7，取样腔接口3上设有第二插板阀8。
[0032]将样品送入取样腔后，封闭取样腔，并将取样腔内部抽真空，再打开取样腔接口3上的第二插板阀8，能够有效防止沉积腔1破真空。将样品送至沉积座32上，并装夹好，即可对样品进行团簇沉积，借助膜厚监测仪可以监测沉积速率。
[0033]分子泵6倒装于沉积腔1上方，其间安装有连管5和第一插板阀7，当沉积腔1内的磁控溅射枪10工作时，将第一插板阀7调节至接近关闭的状态，此时连管5内部依然可以维持优于
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4Pa量级的真空，以便进行气体分析。
[0034]沉积腔1内部设有扫描底座11，扫描底座11包括框架12、第一滑动座25和沉积座32，框架12上设有用于驱动第一滑动座25在平面内移动的平面驱动机构，平面驱动机构包括沿横向移动的第一推板21，沿纵向移动的第二推板22，以及分别开设于第一推板21、第二推板22上的第一限位开口23、第二限位开口24，第一滑动座25设于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超薄膜制备的团簇束流沉积系统，其特征在于：包括沉积腔(1)，所述沉积腔(1)通过连管(5)与分子泵(6)相连，所述沉积腔(1)上分别设有TFO腔接口(2)、取样腔接口(3)、测试腔接口(4)、磁控溅射端口(9)，所述磁控溅射端口(9)上连接有磁控溅射枪(10)；所述沉积腔(1)内部设有扫描底座(11)，所述扫描底座(11)包括框架(12)、第一滑动座(25)和沉积座(32)，所述框架(12)上设有用于驱动第一滑动座(25)在平面内移动的平面驱动机构，所述平面驱动机构包括沿横向移动的第一推板(21)，沿纵向移动的第二推板(22)，以及分别开设于第一推板(21)、第二推板(22)上的第一限位开口(23)、第二限位开口(24)，所述第一滑动座(25)设于第一限位开口(23)、第二限位开口(24)的交汇处；所述第一滑动座(25)上设有用于驱动沉积座(32)上下移动的竖直驱动机构，所述竖直驱动机构包括开设于第一滑动座(25)内部的容置腔(26)，固定于容置腔(26)内部的第三电机(28)，相对固定于容置腔(26)内壁的直线滑轨(29)，滑动连接于直线滑轨(29)之间的第二滑动座(30)，固定于第三电机(28)驱动轴上与第二滑动座(30)螺纹连接的第三螺纹杆，固定于第一滑动座(25)端部的挡板(27)，以及通过与挡板(27)滑动连接的连杆与第二滑动座(30)固定的安装座(31)；所述安装座(31)上设有用于驱动沉积座(32)转动的水平转动机构，所述沉积座(32)与安装座(31)转动连接，所述水平转动机构包括固定于安装座(31)上的第四电机(33)，固定于第四电机(33)驱动轴上的主动齿轮(34)，以及设于沉积座(32)上...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘风光，王碧，付晨，张晓强，赵巍胜，
申请(专利权)人：北京航空航天大学合肥创新研究院北京航空航天大学合肥研究生院，
类型：发明
国别省市：