CN115233165A - 组合薄膜制备方法及装置 - Google Patents
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Abstract
公开了一种高效的组合薄膜制备方法及装置，包括：反应腔；以及位于反应腔内的靶台和基片台，组合薄膜制备设备还包括位于所述靶台上方的掩模板，掩模板在靶台上方形成侧壁，以隔开多个靶材中的相邻靶材溅射时所产生的羽辉，掩模板延伸至所述基片台附近，以隔开所述基片的多个沉积区域，所述掩模板和所述基片台相对移动以改变不同沉积区域的暴露沉积时间，以此控制所述多个不同靶材对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，从而在所述基片上形成所述多个靶材的沉积物以获得组合薄膜。本发明提供的组合薄膜制备方法及装置，降低了掩模板运动过程中引入的热扰动同时节省了更换靶材的时间，进而提高了组合薄膜的制备速率和性能。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜沉积技术领域，特别涉及一种组合薄膜制备方法及装置。
背景技术
组合薄膜(Combinatorial films)是由不同组分构成的薄膜，通过对前驱材料的选取可获得具有各种功能的薄膜，例如超导、铁电、介电等拥有丰富相变的材料。因其材料相图丰富，应用前景广阔，也已成为业内关注的重点。现有技术中常采用组合激光分子束外延技术制备组合薄膜，组合激光分子束外延技术采用不同材料制成的靶材，通过准分子激光轰击相应的靶材，溅射出相应的前驱组分，从而使前驱组分沉积在基片上。通过依次对不同材料的靶材进行周期性溅射，使基片上形成组合薄膜。
现有技术中，通常在靶材与基片之间形成掩膜，在采用激光束对靶材进行轰击时，通过移动掩膜，使得同一靶材形成的羽辉体在基片不同位置形成的薄膜成长厚度不同，之后通过更换靶材，重新在基片表面形成另一种材料的薄膜，并经过退火等工艺形成组合薄膜。
然而，这种组合薄膜的制备方法，需要在形成一种材料的薄膜之后更换靶材，才能形成另一种材料的薄膜，更换靶材需要时间，且这种方法形成的组合薄膜，可能因为在更换靶材和/或移动掩膜的过程中引入热干扰，使得基片表面沉积的组合薄膜出现反复退火的情况，导致最终不能形成梯度变换、性能良好的组合薄膜。
发明内容
鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种组合薄膜制备方法及装置，降低了掩模板运动过程中引入的热扰动同时节省了更换靶材的时间，进而提高了组合薄膜的制备速率和性能。
根据本发明的一方面，提供一种组合薄膜制备设备，包括：反应腔；以及位于所述反应腔内的靶台和基片台，所述靶台上用于安装多个靶材，所述基片台用于安装基片，其中，所述组合薄膜制备设备还包括位于所述靶台上方的掩模板，所述掩模板在所述靶台上方形成侧壁，以隔开所述多个靶材中相邻靶材溅射时所产生的羽辉，所述掩模板延伸至所述基片台附近，以隔开所述基片的多个沉积区域，所述掩模板和所述基片台相对移动以改变所述基片不同沉积区域的暴露沉积时间，以此控制所述多个靶材不同的对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，从而在所述基片上形成所述多个靶材对应沉积物组分的组合薄膜。
可选地，所述组合薄膜包括沉积物组分沿线性梯度变化或非线性梯度变化的组合薄膜和沉积物组分交替沉积的多层异质结组合薄膜。
可选地，还包括：控制结构，所述控制结构一端与靶台固定连接，另一端与掩模板连接，用于控制所述掩模板相对所述基片台移动。
可选地，所述靶台和所述基片台不动，移动所述掩模板以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
可选地，所述掩模板沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
可选地，所述基片台不动，移动所述靶台，带动所述掩模板移动以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
可选地，所述靶台沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
可选地，所述靶台和所述掩模板不动，移动所述基片台，以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
可选地，所述基片台沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
可选地，还包括：多个激光器，位于所述反应腔外，分别用于产生轰击对应靶材的激光束；电机组，位于所述反应腔外，与所述靶台、所述基片台和/或所述控制结构连接，用于控制所述靶台、所述基片台和/ 或所述控制结构移动。
可选地，所述反应腔上还包括多个窗口，所述激光器产生的激光束经由对应的所述窗口到达相应靶材。
可选地，多个激光器交替启用或同时启用。
可选地，所述电机组还与所述激光器连接，用于控制所述激光器在所述靶材上的扫描路径。
可选地，所述电机组控制所述激光器与对应所述靶材相对移动，且所述靶材沿所述靶材中心自转以改变所述激光束在所述靶材上的光斑位置。
根据本发明的另一方面，提供一种组合薄膜的制备方法，包括：在靶台上固定掩模板和安装多个靶材，所述掩模板在所述靶台上形成侧壁，以隔开所述多个靶材中的相邻靶材；在基片台上安装基片，所述掩模板延伸至所述基片台附近，以隔开所述基片的多个沉积区域；采用至少一个激光束轰击所述多个靶材中的相应靶材以产生沉积物；使所述掩模板和所述基片台发生相对移动以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间，以此控制所述多个靶材不同的对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，从而在所述基片上形成所述多个靶材的沉积物以获得组合薄膜。
可选地，所述至少一个激光束包括多个激光束，在所述多个靶材中的相应靶材移动至与所述基片相对的溅射位置的情形下，所述多个激光束交替轰击所述相应靶材。
可选地，在所述多个靶材中的第一靶材与所述基片相对的位置连续变化的情形下，所述基片上的沉积物数量随着沉积区域的连续变化而变化，以形成厚度连续变化的第一薄膜。
可选地，在所述多个靶材中的第二靶材与所述基片相对的位置连续变化的情形下，所述基片上的沉积物数量随着沉积区域的连续变化而变化，以形成厚度连续变化的第二薄膜。
可选地，还包括：对所述第一薄膜和所述第二薄膜进行退火处理，以形成所述第一薄膜和所述第二薄膜的混合组分的第三薄膜。
本发明提供的组合薄膜制备方法及装置，采用并列放置的多个靶材，配合多个激光束以及垂直放置于相邻靶材之间的掩膜板，通过控制掩模板和基片相对运动，使得多个靶材的材料可以交替沉积在基片上形成组合薄膜，或者可以同时沉积多种材料形成组合薄膜，从而节省了更换靶材的时间，进而提高了组合薄膜的性能。
进一步地，位于靶材之间的掩膜板在靶台上形成侧壁，以隔开多个靶材形成的等离子体羽辉，防止两个靶材之间的相互污染，并且，掩模板可延伸至基片台附近，将基片分隔成多个不同的沉积区域，通过控制掩模板与基片的相对移动使得不同的沉积区域的沉积时间不同，以及控制等离子体羽辉的扩散范围，使得形成的组合薄膜的含量变化呈梯度变化，从而提高组合薄膜的性能。
进一步地，掩模板垂直于基片表面延伸，多个靶材的不同组分在基片表面形成沉积物的过程中，掩模板不会出现位于靶材与基片之间的情况，从而本申请的组合薄膜制备方法及装置，大大降低了现有技术中平行于基片表面的掩模板在移动过程中带来的热干扰情况，从而可以提高组合薄膜的性能。
进一步地，采用多个激光器同时攻击靶材形成组合薄膜的方法，在组合薄膜的制备过程中，多种材料的组分开始扩散，使得形成的组合薄膜中多种组分的扩散更均匀。
进一步地，本申请的组合薄膜制备方法及装置还能满足制备多靶材 (大于等于三个)共溅射方法制备组分梯度组合薄膜，通过撤离垂直于相邻靶材之间的掩模板或者增加掩模板与基片台之间的距离，此外，还可以采用交替溅射沉积的方法制备多层异质结超晶格组合薄膜，因此，本申请至少能够制造两种类型的组合薄膜，还能提高效率。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1a至图1d示出了根据现有技术的组合薄膜制备方法及装置；
图2示出了根据本发明实施例的组合薄膜制备设备的结构图；
图3a至图3d示出了根据本发明第一实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图；
图4a和图4b示出了根据本发明第二实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图；
图5a和图5b示出了根据本发明第三实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图；
图6a至图6c示出了根据本发明第四实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，可能未示出某些公知的部分。为了简明起见，可以在一幅图中描述经过数个步骤后获得的半导体结构。
应当理解，在描述器件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将器件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一区域“下面”或“下方”。
如果为了描述直接位于另一层、另一区域上面的情形，本文将采用“直接在……上面”或“在……上面并与之邻接”的表述方式。
图1a至图1d示出了根据现有技术的组合薄膜制备方法及装置。
如图1a至图1d所示，现有技术的的组合薄膜制备设备100中，基片111与第一靶材112a相对设置，在基片111与第一靶材112a之间，设置有掩模板113，当激光束116轰击在第一靶材112a上时，形成羽辉体115，羽辉体115在基片111与第一靶材112a相对的表面上沉积形成第一薄膜114a。这个过程中，通过移动掩膜板113，阻挡部分羽辉体115 与基片111表面的接触，使得形成的第一薄膜114a在厚度方面呈线性。例如，掩模板113初始位于第一靶材112a和基片111的边缘外(如图 1a中虚线所示)，在激光束116轰击第一靶材112a后，掩模板113沿匀速从基片111的一侧运动到基片111的另一侧，这个过程中，部分基片 111的表面被阻挡，不能形成第一薄膜114a，当掩模板113运动到阻挡基片111的全部表面后，停止运动，更换第二靶材112b，继续采用激光束116轰击第二靶材112b，然后掩模板113继续沿直线运动，开始暴露基片111的部分表面，从而开始形成第二薄膜114b，直到到达基片111 的另一侧，在基片111的表面形成包括第一薄膜114a和第二薄膜114b 的第三薄膜，对第三薄膜进行退火处理，使得第一薄膜114a和第二薄膜 114b的组分相互渗透，形成组合薄膜114，如图1d所示。
在最终的组合薄膜114中，例如在最左侧第一靶材112a的a材料的含量为100％，第二靶材112b的b材料的含量为0％，在最右侧a材料的含量为0％，b材料的含量为100％，在从左到右的过程中a材料的含量线性降低，而b材料的含量线性增大。
但是这种组合薄膜的制备方法中，由于是a材料和b材料交替沉积，因此在沉积好一种材料后，需要一段时间用来更换靶材，从而降低了沉积的速率；此外，在沉积同一种材料中，需要移动掩模板113遮挡部分基片111的表面，因此在掩模板113移动过程中，会对基片造成热干扰，使得已沉积的薄膜114处于反复退火中；同时更换靶材的过程中，也会导致已沉积的薄膜出现温度变化等现象，导致最终形成的组合薄膜含量变化为非线性的，降低组合薄膜的性能。
本申请的发明人提供一种组合薄膜的制备方法及装置，可以有效解决上述问题。
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
图2示出了根据本发明实施例的组合薄膜制备设备的结构图。
参考图2，本申请的组合薄膜制备设备200至少包括：反应腔210，多个激光器221，以及电机组216。其中，反应腔210的腔壁上具有多个窗口211，使得激光器221产生的激光束能够经由相应的窗口211到达反应腔210内部。
进一步地，参考图2，在反应腔210内，包括基片231，多个靶材 232以及安装靶材232的靶台233和安装基片231的基片台(图中未示出)。其中，电机组216与靶台233和/或基片台连接，用于控制靶台233 和基片台进行相对运动，具体地，例如为沿直线方向作往复运动。同时电机组216还用于控制固定于靶台233上的靶材232沿靶材232的中心发生自旋转。多个倾斜固定的激光器221(图中仅示出两个)出射的激光束经由聚焦镜和反应腔210上的窗口211进入反应腔210内，并照射在靶材232上，在足够高的能量密度下和短的脉冲时间内，靶材232吸收激光束能量并使光斑处的温度迅速升高至靶材232的蒸发温度以上而产生高温及烧蚀，靶材232汽化溅射，有原子、分子、电子、离子和分子团簇及微米尺度的液滴、固体颗粒等从靶材232的表面逸出，形成区域化的高温高密度的等离子体234，等离子体234在靶材232法线方向形成大的温度和压力梯度，并沿该方向膨胀，形成了一个沿靶材232法线方向的等离子体羽辉234，等离子体羽辉234中的高能离子轰击基片 231表面，使其产生原子溅射，从而在基片231的表面形成薄膜。在该实施例中，在基片231的基片台中，还具有加热器(图中未示出)，用于将基片231加热到反应温度。
在该实施例中，激光器221相对于靶材232做相对运动，使得激光束在靶材232表面形成的光斑可以扫描靶材232的表面。其中，在激光器221相对于靶材232做相对运动的实施例中，可以是激光器221或靶材232做直线的往复运动，同时配合靶材232自转，可以使得激光束在靶材232上形成的光斑在靶材232的表面上做径向的扫描运动。进一步地，激光束在靶材232表面上的光斑沿径向方向作往复运动，由于靶材 232本身在发生沿靶材232中心的旋转，因此，激光束在靶材232表面运动过程中，靶材232的整个表面都会被激光束扫描到，为了使靶材232 表面被激光束均匀的扫描到，可以控制激光束沿靶材232中心向边缘的运动速度逐渐变慢，进一步地，配合掩模板235和基片231的相对运动，可以在基片231的表面形成组合薄膜。
在图2所示的实施例中，靶台233例如为一个大固定盘，具有多个安装点，可以同时安装至少两个靶材232，两个靶材232的材料例如不同，分别为a材料和b材料。第一靶材232a和第二232b之间设置有掩模板235，掩模板235的一端与靶台233连接，另一端沿垂直于靶材表面方向延伸，到达靠近基片231的表面附近，以分隔基材231的多个沉积区域。两个激光器221分别用于产生轰击第一靶材232a和第二靶材 232b的激光束，且两个激光器可以同时启用，也可以交替启用。
在一个实施例中，两个激光器221例如交替启用，则当一个激光器 221照射第一靶材232a时，掩模板235相对基片231向第二靶材232b 的方向运动；当另一个激光器221照射第二靶材232b时，掩模板235 相对基片231向第一靶材232a的方向运动，掩模板235的一个往复运动，基片231表面与第一靶材232a对应的第一沉积区域的面积先是增大，然后减小，这个过程中，第一沉积区域的不同位置的沉积时间不同，因而可以形成梯度变化的第一薄膜，相应的，第二沉积区域可以形成梯度变化的第二薄膜，从而在基片231的表面形成一层由a材料的第一薄膜和 b材料的第二薄膜组成的第三薄膜(参考图1c)，两个材料的厚度分别沿梯度变化。具体地，可以通过控制掩模板235与基片231之间相对运动的速度来控制第一薄膜和或第二薄膜的沉积厚度的变化情况，因此，最终的组合薄膜的组分变化可以是线性也可以是非线性，本领域的技术人员可以根据具体的组合薄膜的情况来控制掩模板235与基片231性对运动的速度。
在形成组合薄膜的过程中，掩模板235一方面用于防止相邻靶材的相互污染，另一方面也用于阻挡部分等离子体羽辉，将基片231的表面分隔为不同的沉积区域，通过控制不同沉积区域的沉积时间实现不同组分的沉积，使得最终形成的组合薄膜的材料变化为梯度。
在该实施例中，反应腔210中还具有多个传感器(图中未示出)，用于监测反应腔内的真空压力，薄膜沉积厚度，基片加热温度等，从而更好的控制反应进行条件和反应进行的程度。
进一步地，在其他实施例中，靶台233上设置有多个安装点，可以根据需要制备的组合薄膜的具体情况选择在靶台233上安装多个不同材料的靶材，且多个不同材料的靶材沿直线分布，相邻靶材之间设置有掩模板用于防止相互污染。
图3a至图3d示出了根据本发明第一实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图。在该实施例中，掩模板235与靶台233固定连接，通过移动靶台233带动掩模板235与基片231发生相对移动，其中，两个激光器例如为交替启用，从而交替产生轰击第一靶材232a和第二靶材232b 的激光束。
参考图3a，在初始阶段，基片231与a材料的第一靶材232a相对设置，此时，启用与第一靶材232a对应的激光器221(a)，产生的激光束照射第一靶材232a，并产生第一等离子体羽辉234a，掩模板235设置在第一靶材232a与第二靶材232b之间，同时沿垂直与靶材表面之间的方向延伸，将基片231表面分隔为多个沉积区域，因此，激光束轰击第一靶材232a产生的第一等离子体羽辉234a不会污染第二靶材232b，且掩模板235使得基片231表面的不同区域处于沉积区域的时间不同，进而使得不同区域沉积的相同材料的含量不同，从而在基片231的表面沉积形成含量线性变化的组合薄膜。
进一步地，向第二靶材232b指向第一靶材232a的方向移动靶台233，第一靶材232a与第二靶材232b与靶台233一起发生移动，直到第二靶材232b与基片231位置相对，在基片231的表面形成梯度分布的第一薄膜236a，如图3b所示。
在该步骤中，基片231朝向第一靶材232a的一侧表面与第一等离子体羽辉234a接触的时间更长，因此，这一侧的第一薄膜236a生长的厚度较大，此外，由于靶台233为匀速移动，且掩模板235阻挡了部分第一等离子体羽辉234a向第二靶材232b即非沉积区的方向的扩散，使得形成的第一薄膜236a沿第一靶材232a指向第二靶材232b的方向上厚度线性减小(连续变化)。
进一步地，停用与第一靶材232a相对应的激光器221(a)，同时启用与第二靶材232b相对应的激光器221(b)，并沿第一靶材232a指向第二靶材232b的方向移动靶台233和靶材，如图3c和图3d所示。
在该步骤中，激光束照射第二靶材232b产生第二等离子体羽辉234b，并在基片231的表面形成第二薄膜236b。同时由于靶材232b的移动以及掩模板235的遮挡，使得形成的第二薄膜236b在基片231对应第二靶材232b的一侧表面上的厚度较大，此外由于第二靶材232b的匀速移动，使得形成的第二薄膜236b的厚度呈线性变化(连续)。
进一步地，还包括对第一薄膜236a和第二薄膜236b进行退火处理，以形成第一薄膜236a和第二薄膜236b的混合组分的第三薄膜236(组合薄膜)。
在另一个实施例中，还可以通过移动基片实现a材料和b材料的薄膜生长。
在图3a至图3d所示的实施例中，由于激光束轰击第一靶材232a 与第二靶材232b产生的等离子体羽辉235可以做到无缝衔接，从而可以省去组合薄膜制备中更换靶材的时间，提高组合薄膜的制备速率。
进一步地，整个薄膜的制备过程中，反应腔210内的变化仅是靶材的运动以及等离子体羽辉的交替，不会因为更换靶材和移动掩模板而使得薄膜的制备过程中出现停顿和热干扰，因此，该方法形成的组合薄膜的含量变化更加复合线性，从而性能也更加优秀。
进一步地，掩模板235位于两个靶材之间，且垂直于靶材表面方向延伸，不仅能够降低两个靶材之间的相互影响，同时能够对等离子体羽辉进行一定的范围限定，使得沉积的薄膜厚度变化进一步复核线性。
图4a和图4b示出了根据本发明第二实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图。与第一实施例相比，第二实施例中，仅通过移动掩模板 235来实现组合薄膜的制备，同时采用交替启用的激光器产生相应的激光束。
在该实施例中，参考图4a和图4b，在靶台233上，还包括控制结构237，掩模板235与控制结构237连接，控制结构237用于控制掩模板235的往复运动。
其中，靶材232a和靶材232b分别位于与基片231相对应的位置，即激光束轰击靶材产生的等离子体羽辉234可以在基片231的表面沉积形成薄膜，如图4a所示，激光束轰击第一靶材232a时，通过控制结构 237移动掩模板235(沿图中虚线方向)，使得第一靶材232a对应的第一沉积区域的面积发生变化，则第一沉积区域不同位置的沉积时间不同，形成梯度变化的第一薄膜236a，反方向移动掩模板，第二靶材232b对应的第二沉积区域面积发生变化，形成第二薄膜232b。
在该实施例中，仅通过移动掩模板235控制不同沉积区域的沉积时间，为了避免相邻靶材之间的相互污染，例如可以选用面积较小的靶材，这样可以设置相邻靶材的距离较远，不容易出现靶材的污染。在其他实施例中，例如可以改变掩模板235在靶材附近的形状，例如掩模板下部采用弹性材料，在移动掩模板235的过程中，弹性材料可以包覆靶材，但上部分仍然保持垂直，这样使得即使相邻靶材距离较近，掩模板235 移动过程中也可以保护其他的靶材不被污染。本领域的技术人员应该能够想到，改变掩模板235在靶材232附近的结构形状，以使相邻靶材不被污染。
图5a和图5b示出了根据本发明第三实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图。与第一实施例和第二实施例相比，第三实施例中例如为移动基片231，同时采用两个激光器对两个靶材进行轰击，产生两个等离子体羽辉进行薄膜沉积。
参考图5a和图5b，两个激光器221同时启用，分别轰击第一靶材 232a和第二靶材232b，产生等离子体羽辉234a和234b，通过移动基片 231做往复运动，使得在基片231的表面形成两种材料相互扩散的组合薄膜236。
在该实施例中，由于两种材料同时沉积，因此在沉积过程中，两种材料就会发生相互扩散，从而增加了组合薄膜的扩散效果，提高了组合薄膜的性能。
进一步地，相比于第一实施例，第二实施例的组合薄膜制备方法中，两种材料同时沉积，进一步增加了组合薄膜的的制备速率，降低了时间成本。
在其他实施例中，还可以通过移动基片231，实现组合薄膜的制备。
图6a至图6c示出了根据本发明第四实施例的组合薄膜制备方法的各阶段示意图。与第一实施例至第三实施例相比，第四实施例为两种材料交替沉积的多层异质结组合薄膜，且每层材料的厚度保持一致。
在该实施例中，参考图6a和图6b，将第一靶材232a和第二靶材232b 之间的掩模板235降低一部分，使得掩模板235仅用于防止两个靶材之间的相互污染。然后交替启用两个激光器221，分别产生等离子体羽辉 234a和234b，在基片231的表面沉积形成a材料和b材料交替堆叠的组合薄膜(如图6c所示)。
在该实施例中，通过移动靶材和/或基片，使得在基片231表面形成的组合薄膜均匀且高效。
本发明提供的组合薄膜制备方法及装置，采用并列放置的多个靶材，配合多个激光束以及垂直放置于相邻靶材之间的掩膜板，通过控制靶材和基片相对运动，使得多个靶材的材料可以交替沉积在基片上形成组合薄膜，或者可以同时沉积多种材料形成组合薄膜，从而节省了更换靶材的时间，进而提高了组合薄膜的性能。
进一步地，位于靶材之间的掩膜板在靶台上形成侧壁，以隔开多个靶材中的相邻靶材，防止两个靶材之间的相互污染，并且，掩模板可延伸至基片台附近，以隔开基片的沉积区域和非沉积区域，从而可以控制等离子体羽辉的扩散范围，使得形成的组合薄膜的含量变化呈直线性梯度，从而提高组合薄膜的性能。
进一步地，采用多个激光器同时攻击靶材形成组合薄膜的方法，在组合薄膜的制备过程中，多种材料的组分开始扩散，使得形成的组合薄膜中多种组分的变化沿直线梯度变化。
进一步地，本申请的组合薄膜制备方法及装置还能满足制备多靶材 (大于等于三个)共溅射方法制备组分梯度组合薄膜，通过撤离垂直于相邻靶材之间的掩模板或者增加掩模板与基片台之间的距离，此外，还可以采用交替溅射沉积的方法制备多层异质结超晶格组合薄膜，因此，本申请至少能够制造两种类型的组合薄膜，还能提高效率。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (19)
1.一种组合薄膜制备设备，其特征在于，包括：
反应腔，以及位于所述反应腔内的靶台和基片台，所述靶台上用于安装多个靶材，所述基片台用于安装基片，
其中，所述组合薄膜制备设备还包括位于所述靶台上方的掩模板，所述掩模板在所述靶台上方形成侧壁，以隔开所述多个靶材中相邻靶材溅射时所产生的羽辉，所述掩模板延伸至所述基片台附近，以隔开所述基片的多个沉积区域，
所述掩模板和所述基片台相对移动以改变所述基片不同沉积区域的暴露沉积时间，以此控制所述多个不同靶材对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，从而在所述基片上形成所述多个靶材对应沉积物组分的组合薄膜。
2.根据权利要求1所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述组合薄膜包括沉积物组分沿线性梯度变化或非线性梯度变化的组合薄膜和沉积物组分交替沉积的多层异质结组合薄膜。
3.根据权利要求2所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，还包括：
控制结构，所述控制结构一端与靶台固定连接，另一端与掩模板连接，用于控制所述掩模板相对所述基片台移动。
4.根据权利要求3所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述靶台与所述基片台不动，移动所述掩模板以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
5.根据权利要求4所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述掩模板沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
6.根据权利要求2或3所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述基片台不动，移动所述靶台，带动所述掩模板移动以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
7.根据权利要求6所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述靶台沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
8.根据权利要求2或3所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述靶台与所述掩模板不动，移动所述基片台，以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间。
9.根据权利要求8所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述基片台沿沉积物组分梯度变化的方向上作往复运动。
10.根据权利要求5或7或9所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，还包括：
多个激光器，位于所述反应腔外，分别用于产生轰击对应靶材的激光束；
电机组，位于所述反应腔外，与所述靶台、所述基片台和/或所述控制结构连接，用于控制所述靶台、所述基片台和/或所述控制结构移动。
11.根据权利要求10所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述反应腔上还包括多个窗口，所述激光器产生的激光束经由对应的所述窗口到达相应靶材。
12.根据权利要求11所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，多个激光器交替启用或同时启用。
13.根据权利要求12所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述电机组还与所述激光器连接，用于控制所述激光器在所述靶材上的扫描路径。
14.根据权利要求13所述的组合薄膜制备设备，其特征在于，所述电机组控制所述激光器与对应所述靶材相对移动，且所述靶材沿所述靶材中心自转以改变所述激光束在所述靶材上的光斑位置。
15.一种组合薄膜的制备方法，其特征在于，包括：
在靶台上固定掩模板和安装多个靶材，所述掩模板在所述靶台上形成侧壁，以隔开所述多个靶材中的相邻靶材；
在基片台上安装基片，所述掩模板延伸至所述基片台附近，以隔开所述基片的多个沉积区域；
采用至少一个激光束轰击所述多个靶材中的相应靶材以产生沉积物；
所述掩模板和所述基片台相对移动以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间，以此控制所述多个靶材不同的对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，从而在所述基片上形成所述多个靶材的沉积物以获得组合薄膜。
16.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，所述至少一个激光束包括多个激光束，在所述多个靶材中的相应靶材处于与所述基片相对的溅射位置的情形下，所述多个激光束交替轰击所述相应靶材。
17.根据权利要求15所述的制备方法，其特征在于，在所述多个靶材中的第一靶材与所述基片相对的沉积区域连续变化的情形下，所述基片上的沉积物数量随着沉积区域的连续变化而变化，以形成厚度连续变化的第一薄膜。
18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，在所述多个靶材中的第二靶材与所述基片相对的沉积区域连续变化的情形下，所述基片上的沉积物数量随着沉积区域的连续变化而变化，以形成厚度连续变化的第二薄膜。
19.根据权利要求18所述的制备方法，其特征在于，还包括：
对所述第一薄膜和所述第二薄膜进行退火处理，以形成所述第一薄膜和所述第二薄膜的混合组分的第三薄膜。
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