薄膜沉积设备及薄膜沉积方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103103480A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103103480103103480A(43)申请公布日2013.05.15(21)申请号201110362246.X(22)申请日2011.11.15(71)申请人中国科学院物理研究所地址100080北京市海淀区中关村南三街8号(72)发明人许波曹立新范慧朱北沂(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人宋焰琴(51)Int.Cl.C23C14/28(2006.01)权权利要求书2页利要求书2页说明书11页说明书11页附图3页附图3页(54)发明名称薄膜沉积设备及薄膜沉积方法(57)摘要本发明公开了一种薄膜沉积设备及薄膜沉积方法。该薄膜沉积设备包括一薄膜沉积腔，该薄膜沉积腔包括：腔体外壳，腔体外壳围成薄膜沉积腔的腔体；靶材托架，设置于腔体的中部，用于放置由组分A构成的靶材；基片台，设置于腔体中部，与靶材托架相对设置；激光入射口，设置于腔体外壳的侧面，与并靶材托架倾斜相对，用于入射激光以轰击靶材托架上的靶材产生等离子体羽辉；束源炉接口，设置于腔体外壳的侧面并与基片台倾斜相对，用于入射由组分B构成的分子束流；激光入射口与束源炉接口同时入射激光和分子束流。本发明能够有效避免脉冲激光沉积成膜过程和分子束外延成膜过程的相互干扰，可以制备质量更好和采用现有技术根本无法制备的薄膜。CN103103480ACN10348ACN103103480A权利要求书1/2页1.一种薄膜沉积腔，其特征在于，包括：腔体外壳，所述腔体外壳围成所述薄膜沉积腔的腔体；靶材托架，设置于所述腔体的中部，用于放置由组分A构成的靶材；基片台，设置于所述腔体中部，与所述靶材托架相对设置；激光入射口，设置于所述腔体外壳的侧面，与并所述靶材托架倾斜相对，用于入射激光以轰击所述靶材托架上的靶材产生等离子体羽辉；束源炉接口，设置于所述腔体外壳的侧面并与所述基片台倾斜相对，用于入射由组分B构成的分子束流；所述激光入射口与所述束源炉接口能够同时入射激光和分子束流，使组分A与所述组分B分别独立到达所述基片台上的基片表面，在基片表面共同作用生成待沉积材料的薄膜。2.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述待沉积材料为所述组分A和所述组分B未经过化学反应复合而成的材料；或所述待沉积材料为所述组分A和所述组分B经过化学反应后生成的化合物。3.根据权利要求2所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述组分A为高熔点材料，所述组分B为低熔点材料。4.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述基片台与所述靶材料托架平行相对设置或倾斜相对设置。5.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述靶材托架设置在所述基片台的下方；以所述腔体外壳的水平中心面为界，所述激光入射口设置在所述水平中心面的上方；所述束源炉接口设置在所述水平中心面的下方；或所述靶材托架设置在所述基片台的上方；以所述腔体外壳的水平中心面为界，所述激光入射口设置在所述水平中心面的下方；所述束源炉接口设置在所述水平中心面的上方。6.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述激光入射口的开口方向与所述腔体外壳对应点切面之间的夹角α1介于10°到80°之间，所述束源炉接口的开口方向与所述腔体外壳对应点切面之间的夹角α2介于10°到80°之间。7.根据权利要求6所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述α1为45°；所述α2为45°。8.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述束源炉接口与所述腔体之间设有可开合的束源炉挡板，所述靶材托架与所述基片台之间设有可开合的羽辉挡板。9.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，还包括基片台升降机构和靶材托架升降机构，分别用于升降基片台与靶材托架。10.根据权利要求1所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述束源炉接口的数目为N个，所述N≥1，所述N个束源炉接口分别与所述基片台倾斜相对。11.根据权利要求10所述的薄膜沉积腔，其特征在于，所述N个束源炉接口分为M组，所述M＜N；所述M组中的其中一组中的束源炉接口为多个，该组中多个束源炉接口处于同一平面，且与所述基片台的距离相同。12.一种薄膜沉积设备，其特征在于，包括：2CN103103480A权利要求书2/2页如权利要求1-11中任一项所述的薄膜沉积腔；激光系统，用于产生脉冲激光，并引导该脉冲激光通过所述激光入射口进入所述腔体；束源炉，与所述束源炉接口相连接，用于产生由组分B构成的分子束流；真空系统，与所述腔体通过连接管路相连接，从所述腔体向外，该真空系统依次包括分子泵和机械泵。13.根据权利要求12所述的薄膜沉积设备，其特征在于，还包括送料室和过渡室，其中：所述送料室通过送料管道与所述过渡室相连通，