[发明专利]多功能真空蒸镀超薄膜装置

说明书

本发明公开了一种多功能真空蒸镀超薄膜装置，包括高温蒸镀模块或低温蒸镀模块、可移动水冷模块，所述高温蒸镀模块或低温蒸镀模块在真空环境下使用各自的方法将镀膜材料蒸发到被蒸镀样品表面形成薄膜，所述可移动水冷模块用于支持高温蒸镀模块和低温蒸镀模块在真空内部的移动、测试以及冷却。本发明通过对高温和低温蒸镀模块尺寸设计，实现了在同一平台上集成。蒸镀模块均设有热辐射屏蔽层，可有效减少热量损耗以及外部扰动带来的不稳定因素。进一步地可以对表面进行可控的极少量膜材蒸镀，实现埃量级超薄膜的蒸镀。高温蒸镀模块中加热丝与底座之间设有屏蔽层，以减少蒸镀分子对底座的影响。

技术领域

本发明属于真空热蒸发镀膜技术领域，特别涉及一种可以在同一平台上使用不同温度蒸发源向真空内样品可控蒸镀单原子/分子层膜的多功能真空蒸镀超薄膜装置。

背景技术

目前现有的真空热蒸发镀膜技术基本都是针对应用于半导体、电子器件镀膜或者光学镀膜生产制造领域。通过电阻加热镀膜材料使其蒸发或升华并凝结到样品表面，进而完成蒸镀的方式十分普遍。

现有的电阻加热蒸发镀膜方式一般针对半导体、电子器件镀膜或者光学镀膜，膜层厚度一般在百纳米量级，难以实现亚纳米量级薄膜的可控蒸镀。

即使仅限于电阻加热蒸发镀膜方式，如果需要同时使用诸如：电阻丝直接加热、电阻丝加热坩埚等不同方式蒸镀薄膜，一般针对不同的加热方式需要使用不同的支持平台。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种多功能真空蒸镀超薄膜装置，能够实现亚纳米量级薄膜的可控蒸镀；并将对不同电阻加热蒸发镀膜方式通过模块化的设计使其得以使用同一支持平台。

本发明的目的是采用以下技术方案实现：一种多功能真空蒸镀超薄膜装置，其特征在于：包括高温蒸镀模块或低温蒸镀模块、可移动水冷模块，所述高温蒸镀模块或低温蒸镀模块在真空环境下使用各自的方法将镀膜材料蒸发到被蒸镀样品表面形成薄膜，所述可移动水冷模块用于支持高温蒸镀模块和低温蒸镀模块在真空内部的移动、测试以及冷却；

所述可移动水冷模块包括：

真空封接可移动机构，用于支撑所述高温蒸镀模块和低温蒸镀模块移动到合适位置；

可移动挡板机构，可控制蒸镀是否进行；

穿通引线机构，用于电流引线以及热电偶引线；

水冷机构，用于连接所述高温蒸镀模块或低温蒸镀模块并冷却除去蒸发室以外的结构。

优选地，所述高温蒸镀模块包括外腔室、位于所述外腔室内部的内腔室、位于所述内腔室内部的电阻加热丝直接加热蒸发源、位于所述加热丝底座上方的加热丝屏蔽层、位于所述加热丝底座中的热电偶、位于所述外腔室上方的高温蒸镀模块上盖，所述外腔室包括外腔室套筒、通过套环与所述外腔室套筒套接的耐高温外屏蔽层；所述内腔室包括内腔室套筒、通过套环与所述内腔室套筒套接的耐高温内屏蔽层；所述电阻加热丝直接加热蒸发源，包括加热丝、缠绕于加热丝上的蒸镀材料以及加热丝底座；所述加热丝屏蔽层仅与加热丝底座上两个加热丝接线柱之一连接，另一接线柱不接触地穿过加热丝屏蔽层；所述热电偶通过双孔陶瓷绝缘并穿过加热丝底座以及加热丝屏蔽层；所述高温蒸镀模块上盖包括上屏蔽层以及固定片，所述上屏蔽层以及固定片均具有同心开口供蒸镀材料蒸汽通过。

优选地，所述低温蒸镀模块包括蒸镀腔室、位于所述蒸镀腔室内部的电阻丝加热坩埚蒸发源、位于所述蒸镀腔室上端的低温蒸镀模块上盖，所述蒸镀腔室包括蒸镀腔室套筒、通过套环与所述蒸镀腔室套筒连接的耐高温屏蔽层；所述电阻丝加热坩埚蒸发源包括位于所述蒸镀腔室内部的陶瓷绝缘座、套接于所述陶瓷绝缘座上部的坩埚固定座、位于所述坩埚固定座上方的缠绕加热丝的坩埚、位于所述坩埚上端的坩埚盖；所述低温蒸镀模块上盖包括上屏蔽层以及固定片，所述上屏蔽层以及固定片均具有同心开口供蒸镀材料蒸汽通过，并通过陶瓷隔珠与坩埚盖相连。