CN2730887Y - 滑轨往复式对靶溅射加热传动装置 - Google Patents

Abstract

一种滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，它包括有一个箱体，在箱体的一侧设有样品架进出口，在箱体内的底部和样品架进出口的外部设有样品架进出导轨，在导轨上设置可移动的样品架，在箱体前后面内设有加热陶瓷平行板基体，在箱体前后对应面上设有方形溅射口。所述的样品架为长方形结构，在长方形的样品架上均匀开有至少两个基片固定槽孔，在样品架的下端连接有导轮。所述的样品架外侧连接有推拉杆，其由步进马达带动。在加热陶瓷平行板基体上设有蛇形加热丝。本实用新型的优点是，结构简单、使用方便、可高效地满足直流溅射方法制备高性能、均匀性好的大面积高温超导薄膜，并满足批量化制备的要求。

Description

滑轨往复式对靶溅射加热传动装置

技术领域

本实用新型涉及一种利用对靶溅射方法制备大面积超导薄膜时使用的滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，特别是基片往复式运动、直流磁控溅射大面积双面高温超导薄膜时使用的往复式对靶溅射加热传动装置。

背景技术

目前，高温超导薄膜是超导电子学器件中的基础材料。采用直流磁控溅射制备高温超导薄膜，由于制备工艺、特别是温度范围较窄，要求提供均匀、稳定的温度场。以溅射方式制备大面积双面高温超导薄膜，最重要的是保证双面薄膜成分、结构、性能的同一性。以单面两次方法制备，早期制备面多经历一次热处理过程，导致性能同一性难以控制，因此最好能以对靶溅射方式一次制备双面超导薄膜。同时样品在溅射时保持周期运动，不仅有利于薄膜成分的均匀性，同时有利于提供稳定的温度场，从而保证性能的均匀性。目前还可以单靶、基片自旋方式进行溅射，但由于基片和加热器固定，无法保证一次大批量制备。

针对磁控溅射制备大面积双面高温超导薄膜对均匀温度场、批量化制备的要求，本实用新型专利本实用新型设计了一种新型的、利用对靶溅射方法制备大面积超导薄膜时使用的加热装置和运动机构。加热器采用方箱结构，包括两个端面以及嵌装加热丝的两个长平行板。样品通过可调速马达控速，在加热箱体内以轮轴方式沿底导轨或以滑块带动做往复运动；运动机构采用加装耐高温不锈钢轮的样品架，可根据需要放置多片基片，易于扩展，增加样品数量。本实用新型通过往复运动原理，保证了溅射过程的均温性，并满足实用大批量制备的需要，实际使用中取得了良好的效果。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种往复式对靶溅射加热传动装置，其结构简单、使用方便、可高效地满足直流溅射方法制备高性能、均匀性好的大面积高温超导薄膜，并满足批量化制备的要求。

为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案：

一种滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：它包括有一个箱体，在箱体的一侧设有样品架进出口，在箱体内的底部和样品架进出口的外部设有样品架进出导轨，在导轨上设置可移动的样品架，在箱体前后面内设有加热陶瓷平行板基体，在箱体前后对应面上设有方形溅射口。

所述的样品架为长方形结构，在长方形的样品架上均匀开有至少两个基片固定槽孔，在样品架的下端连接有导轮。

所述的样品架外侧连接有推拉杆。其由步进马达带动。

在加热陶瓷平行板基体上设有蛇形加热丝。

在加热陶瓷平行板基体内侧设有均热石英板。

为满足往复式运动的长程加热需要，本实用新型采用长箱形加热器，两个长的加热陶瓷平行板基体上嵌装加热丝，并留有溅射样品的方形溅射口。为保证样品加热均匀，在加热器平板外铺有一层薄石英板。运动样品架为长方形，采用底部加装耐高温不锈钢轮，沿导轨做往复运动，动力系统采用可调速的步进马达，可控制往复运动的速度。为保证批量化制备，样品架上根据需要可开多个样品基片固定槽孔，可一次性进行多片双面大面积超导薄膜的溅射制备。

本实用新型的优点是：

1、采用往复式运动加热基片，加热箱体均温性好，保证了基片上均匀的温度分布，从而保证成分、性能的均匀性；

2、对靶以同样工艺条件，一次溅射制备大面积双面超导薄膜，保证了双面薄膜性能的一致性；

3、在陶瓷平行板基体加热器表面，设计有一层薄的石英板，有利于均热；

4、在加热器对应溅射靶材的位置，留有方形溅射口，保证样品往复运动时，大面积基片上溅射区任意一点移动行程一致，保证溅射的均匀性；

5、往复式传动装置采用可调速的步进马达带动样品架往复运动，样品架上可一次性固定多个基片，同时溅射制备大面积双面超导薄膜，满足实际生产的大批量要求；

6、样品架在加热箱体内运动时，沿预铺的直线导轨运动，保证运动时方向一致，从而保证溅射薄膜的均匀性。

附图说明

图1为本实用新型的箱体结构示意图

图2为本实用新型的箱体剖视结构示意图

图3为本实用新型的热陶瓷平行板基体剖视示意图

图4为样品架与溅射靶材相对位置的剖面示意图

图5为导轨上设置样品架的结构示意图

具体实施方式

参见图1、图2所示：

一种滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，它包括有一个箱体1，在箱体1的一侧设有样品架进出口4，在箱体内的底部和样品架进出口的外部设有样品架进出导轨5，在导轨5上设置可移动的样品架14，在箱体1前后面内设有加热陶瓷平行板基体2，在箱体前后对应面上设有方形溅射口6。

所述的样品架14为长方形结构，在长方形的样品架上均匀开有至少两个基片固定槽孔15，在样品架的下端连接有导轮17(见图4、图5)。

所述的样品架外侧连接有推拉杆16，其由步进马达带动。

在加热陶瓷平行板基体2上设有蛇形加热丝10(见图3)。

在加热陶瓷平行板基体2内侧设有均热石英板3。

图1中用耐高温不锈钢制成的加热器箱体1中，紧贴加热腔体长度方向的两侧内壁固定有加热器陶瓷基体2，加热丝10固定在陶瓷基体上，加热丝10环绕绕线凸纹路9设置；为使样品加热时获得均匀的加热场，两相对加热基体的内侧，固定有两排薄的石英均热板3；加热箱体一端开有矩形的长条开口，形成样品架往复运动的进出口4，以保证在更换样品和溅射时样品架出入加热箱体，样品架在进行往复运动时沿着样品架导轨5进行直线运动。在进行磁控溅射镀膜时，等离子体通过溅射口6落在样品架上固定的溅射基片上。为保证大面积双面超导薄膜基片在进行往复运动时，基片上的各个点在溅射口中接受溅射的行程一致，从而保证膜厚的均匀性，溅射口的形状设计为正方形。

本加热丝可采用各种高效的加热体，如Ni-Cr合金丝、白金丝等。

图4给出了样品架与溅射靶材相对位置的剖面图。装有圆柱中空溅射靶材12的大尺寸中空溅射阴极13以正对形式分布于加热器溅射口的两端。样品架14在内设的直线导轨上往复运动。样品架上开有两个基片固定槽孔15(或多个)，以满足一次制备两个(或多个)大面积双面超导薄膜的批量化需要。样品架由连接杆16连接到可调速步进马达控制的螺杆推进装置上，控制往复运动的方向和速度。

图5是导轨型往复运动机构样品架的结构示意图。样品架底部均匀分布有耐高温金属材料制成的、与导轨尺寸相适应的导轮17，保证运动的轮轴结构不会在高温下进行磁控溅射时发生变形，从而影响运动的平稳和溅射的均匀性。

Claims (5)

1、一种滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：它包括有一个箱体(1)，在箱体的一侧设有样品架进出口(4)，在箱体内的底部和样品架进出口的外部设有样品架进出导轨(5)，在导轨上设置可移动的样品架(14)，在箱体前后面内设有加热陶瓷基体(2)，在箱体前后对应面上设有方形溅射口(6)。

2、根据权利要求1所述的滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：所述的样品架(14)为长方形结构，在长方形的样品架上均匀开有至少两个基片固定槽孔(15)，在样品架的下端连接有导轮(17)。

3、根据权利要求2所述的滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：所述的样品架外侧连接有推拉杆(16)。

4、根据权利要求1所述的滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：在加热陶瓷基体(2)上设有蛇形加热丝(10)。

5、根据权利要求1所述的滑轨往复式对靶溅射加热传动装置，其特征在于：在加热陶瓷基体(2)内侧设有均热石英板(3)。

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