CN201074246Y - 球形脉冲激光溅射沉积装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及激光法制备各类薄膜的设备，具体地说是一种球形脉冲激光溅射沉积装置，球形真空室的圆周表面上设有样品口、靶口及激光口，第一、二激光口的轴线在球形真空室的上视基准面上，且第一激光口的轴线平行于Z轴，第二激光口的轴线平行于X轴，第一激光口距Z轴的距离与第二激光口距X轴的距离相等；样品口的轴线在球形真空室的上视基准面上，样品口位于第一、二激光口之间且样品口的轴线与两激光口轴线之间的夹角为30～60°；靶口与样品口相对设置，靶口的轴线位于经过样品口的轴线并垂直于上视基准面的平面上，且靶口的轴线平行位于样品口轴线的上方或下方。本实用新型膜层均匀性好，工作效率高，检测准确，有利于分析实验数据。

Description

球形脉冲激光溅射沉积装置

技术领域

本实用新型涉及激光法制备各类薄膜的设备，具体地说是一种球形脉冲激光溅射沉积装置。

背景技术

脉冲激光溅射是一种用途广泛的薄膜沉积技术。用激光法制备出高温超导薄膜在研究和制备多元素和复杂层状结构的各种氧化物薄膜等方面，具有独特的优点。因为能量源脉冲激光位于真空室外面，这样，在材料合成时，工作压力的动态范围很宽，通过控制镀膜压力和温度，可以合成一系列具有独特功能的纳米结构和纳米颗粒。目前，生产制造的激光溅射沉积装置的真空室通常是圆筒型、方形或球形真空腔体，腔体上各接管分布受真空室外形的限制，导致溅射沉积的膜层不均匀，测试结果不准确，操作不方便，激光溅射沉积设备工作效率不高，很难制备性能优质的薄膜。

实用新型内容

为了解决上述存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种结构紧凑、制备薄膜性能优良的球形脉冲激光溅射沉积装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

本实用新型包括球形真空室及支架，球形真空室的圆周表面上设有样品口、靶口及激光口，分别安装有样品台、靶台及激光窗，所述第一、二激光口的轴线在球形真空室的上视基准面上，且第一激光口的轴线平行于Z轴，第二激光口的轴线平行于X轴，第一激光口距Z轴的距离与第二激光口距X轴的距离相等；所述样品口的轴线在球形真空室的上视基准面上，样品口位于第一、二激光口之间且样品口的轴线与两激光口轴线之间的夹角为30～60°；所述靶口与样品口相对设置，靶口的轴线位于经过样品口的轴线并垂直于上视基准面的平面上，且靶口的轴线平行位于样品口轴线的上方或下方。

其中：所述第一激光口距Z轴的距离及第二激光口距X轴的距离为15～50mm；所述靶口轴线与样品口轴线之间的距离为0.1d～0.3dmm；在球形真空室的圆周表面设有两个真空规口，其轴线在球形真空室的上视基准面上；在球形真空室的圆周表面设有活开门口，其上安装有活开门；活开门口的轴线在球形真空室的上视基准面上，且与样品口的轴线顺时针方向成80～120°；在球形真空室的圆周表面设有多个观察口，其上安装有观察窗；观察口的轴线指向球形真空室的球心，轴线与球形真空室圆周表面的交点位于上视基准面上方0.25d～0.35dmm；在球形真空室的圆周表面设有气路口，其轴线位于上视基准面下方0.2d～0.4dmm的水平面上，该水平面与上视基准面平行，气路口的轴线指向其所在截面的中心。

本实用新型的优点与积极效果为：

1.本实用新型的靶和样品的相对位置在同一水平面内，激光溅射靶材后，靶材分子能够均匀地附着在样品表面，膜层均匀性好。

2.本实用新型各接口在球形真空室的圆周表面密集分布，多集中在同一个平面，减少了加工中装夹的次数，提高工作效率。

3.真空规接口位于球形真空室的上视基准面上，与样品口同在一个平面上，大大提高了检测真空度的准确性，有利于分析实验数据。

4.本实用新型活开门口及观察口的角度位置便于操作者随时可以透过观察窗观察实验现象；并且通过活开门易于实现装夹和拆卸。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1中球形真空室的俯视图；

图3为图2中A-A的旋转剖视图；

其中：1为观察口，2为靶口，3为烘烤照明口，4为真空规口，5为第一激光口，6为样品口，7为第二激光口，8为活开门口，9为靶台，10为活开门，11为激光窗，12为气路口，13为支架，14为观察窗。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详述。

如图1～3所示，本实用新型包括球形真空室、支架13及激光扫描器。球形真空室的圆周表面上设有样品口6、靶口2及第一、二激光口5、7，分别安装有样品台、靶台9及激光窗11。激光扫描器放置在球形真空室外面，激光通过球形真空室上的激光窗口入射。第一、二激光口5、7的轴线在球形真空室的上视基准面上，且第一激光口5的轴线平行于Z轴(可由Z轴向左/右偏移，本实施例为向左偏移)，第二激光口7的轴线平行于X轴(可由X轴向上/下偏移，本实施例为向下偏移)，即第一、二激光口5、7的轴线相互垂直。第一激光口5距Z轴的距离与第二激光口7距X轴的距离相等，即图2中的B，其可为15～50mm。样品口6的轴线在球形真空室的上视基准面上，样品口6位于第一、二激光口5、7之间且样品口6的轴线与第一激光口5轴线之间的夹角为30～60°，则与第二激光口7轴线之间的夹角为60～30°。靶口2与样品口6相对设置，靶口2的轴线位于经过样品口6的轴线并垂直于上视基准面的平面上，且靶口2的轴线平行于样品口6的轴线，向上或向下偏移数值C，C可为0.1d～0.3dmm，其中d为球形真空室的内表面直径，本实施例为向下偏移。在球形真空室的圆周表面设有两个真空规口4，其轴线在球形真空室的上视基准面上。在球形真空室的圆周表面设有活开门口8，其上安装有活开门10。活开门口8的轴线在球形真空室的上视基准面上，且与样品口6的轴线顺时针方向成80～120°。烘烤照明口3、真空规口4、样品口6第一和第二激光口5、7及活开门口8的轴线指向球形真空室的球心。在球形真空室的圆周表面设有两个观察口1，其上安装有观察窗14；观察口1的轴线指向球形真空室的球心，轴线与球形真空室圆周表面的交点位于上视基准面上方0.25d～0.35dmm。在球形真空室的圆周表面设有气路口12，其轴线位于上视基准面下方0.2d～0.4dmm的水平面上，该水平面与上视基准面平行，气路口12的轴线指向其所在截面的中心。

本实用新型各接口分布的原理为：首先确定激光入射口的位置，根据激光溅射的工作原理，可以确定靶口和样品口的分布位置。检测口要分布在上视基准面上，观察口要分布在易于观察的角度截面上，其它工作接口及备用口要分布在不与靶口、样品口及激光口等关键接口相干涉的截面上。

本实用新型的前视基准面为球形真空室水平中心线X轴与竖直中心线Y轴所在的平面。上视基准面为通过球形真空室水平中心线X轴并与前视基准面垂直的平面。Z轴为垂直于前视基准面且过球形真空室球心的轴线。

本实用新型通过观察窗14可以清楚地看到球形真空室内溅射过程中的各种现象，通过活开门10可以便于拆卸和装卡工作的完成。

Claims (7)

1.一种球形脉冲激光溅射沉积装置，包括球形真空室及支架，球形真空室的圆周表面上设有样品口、靶口及激光口，分别安装有样品台、靶台及激光窗，其特征在于：所述第一、二激光口(5、7)的轴线在球形真空室的上视基准面上，且第一激光口(5)的轴线平行于Z轴，第二激光口(7)的轴线平行于X轴，第一激光口(5)距Z轴的距离与第二激光口(7)距X轴的距离相等；所述样品口(6)的轴线在球形真空室的上视基准面上，样品口(6)位于第一、二激光口(5、7)之间且样品口(6)的轴线与两激光口轴线之间的夹角为30～60°；所述靶口(2)与样品口(6)相对设置，靶口(2)的轴线位于经过样品口(6)的轴线并垂直于上视基准面的平面上，且靶口(2)的轴线平行位于样品口(6)轴线的上方或下方。

2.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：所述第一激光口(5)距Z轴的距离及第二激光口(7)距X轴的距离为15～50mm。

3.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：所述靶口(2)轴线与样品口(6)轴线之间的距离为0.1d～0.3dmm。

4.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：在球形真空室的圆周表面设有两个真空规口(4)，其轴线在球形真空室的上视基准面上。

5.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：在球形真空室的圆周表面设有活开门口(8)，其上安装有活开门(10)；活开门口(8)的轴线在球形真空室的上视基准面上，且与样品口(6)的轴线顺时针方向成80～120°。

6.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：在球形真空室的圆周表面设有多个观察口(1)，其上安装有观察窗(14)；观察口(1)的轴线指向球形真空室的球心，轴线与球形真空室圆周表面的交点位于上视基准面上方0.25d～0.35dmm。

7.按权利要求1所述的球形脉冲激光溅射沉积装置，其特征在于：在球形真空室的圆周表面设有气路口(12)，其轴线位于上视基准面下方0.2d～0.4dmm的水平面上，该水平面与上视基准面平行，气路口(12)的轴线指向其所在截面的中心。

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