[实用新型]一种掠角沉积设备及其样品台

说明书

本实用新型公开了一种样品台，包括固定装置、冷却装置、加热装置，旋转装置以及样品托盘。所述冷却装置和所述加热装置同时固定于所述固定装置上，所述冷却装置设置于所述加热装置的中间，所述旋转装置包括旋转罩，所述样品托盘固定在所述旋转罩开口处；本实用新型还公开了一种掠角沉积设备，包括转动臂、主动齿轮和所述样品台，样品台一端与所述转动臂连接。本实用新型的样品台实现了在实验过程中不改变样品位置进行原位加热和冷却，使得高真空和超高真空薄膜沉积系统中的通用设备上的实验对温度调控范围更广，实验结果更为精确有效。

技术领域

本实用新型涉及一种高真空或超高真空薄膜沉积设备系统，更具体的说，涉及一种掠角沉积设备及其样品台。

背景技术

高真空或超高真空薄膜沉积设备系统中，除了沉积角度、沉积速率、样品台自转速率和模式等参数外，样品衬底温度是控制纳米结构尺寸和形貌生长的重要参数。

根据现有理论，在沉积初始时，保持较低的样品衬底温度，即Ts/Tm≤0.3，其中Ts是样品衬底温度，Tm是沉积源材料的熔点，使得气态物质的原子或分子在衬底表面的扩散受到抑制，形成分散的岛状成核区域，是实现DSG(DynamicShadowing Growth，动态自影蔽生长)技术的必要条件。

而在薄膜生长阶段，保持较高的样品衬底温度则有利于气态物质的原子或分子在衬底的表面扩散形成晶体结构。由于DSG技术是掠角沉积技术的基础，且依赖于样品台的倾斜和自转，而在高真空和超高真空中样品台又受机电结构和传动密封结构等因素的限制，通常只能分别设计出仅能够进行低温实验的样品台以及仅能够进行高温实验的样品台，但是单独进行低温或者高温实验时，一个样品台的温度调控范围有限，不利于进行更为精确、更为复杂和高度均一的纳米结构阵列薄膜的生长制备。其次，在某些沉积工艺中更是需要在高温沉积后进行快速退火，单独的高温样品台通常无法满足快速退火要求，并且由于绝大多数沉积过程伴随热辐射，造成衬底表面温度升高，导致某些易氧化金属以及纳米结构沉积完毕后，需要经过长时间的冷却，才能从真空腔室中取出，否则会对薄膜的生长制备造成不利的影响，并显著延长工艺时间降低效率。

实用新型内容

本实用新型专利所要解决的技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种同时具备加热功能和冷却功能的样品台和使用该样品台的掠角沉积设备。

在一个总体方面，提供了一种样品台，包括一端用于连接工艺设备的固定装置、冷却装置、加热装置，旋转装置以及外表面用于放置样品的样品托盘，所述旋转装置包括旋转罩，所述样品托盘固定在所述旋转罩开口处与旋转罩形成容纳空间，所述冷却装置和所述加热装置局部位于所述容纳空间内且同时固定于所述固定装置上，所述冷却装置与所述样品托盘内表面抵接。

优选地，所述固定装置包括一端用于连接工艺设备的固定套管、从动齿轮盘、转动轴承和固定盘，所述固定盘连接在所述固定套管的另一端，所述从动齿轮盘通过所述转动轴承与所述固定套管配合连接。

优选地，所述冷却装置包括冷却腔体、导管、第一支撑杆和低温传导铜辫，所述冷却腔体设置在所述固定盘的下方，所述第一支撑杆位于所述冷却腔体与所述固定盘之间，所述低温传导铜辫固定在所述冷却腔体底部并与所述样品托盘内表面抵接，所述导管一端与所述冷却腔体连通，另一端与冷却液供给设备连接。

优选地，所述加热装置包括隔热罩固定板、加热器、隔热罩和第二支撑杆，所述隔热罩固定板位于所述固定盘下方，所述第二支撑杆位于所述隔热罩固定板和所述固定盘之间并与之相对固定，所述隔热罩位于所述隔热罩固定板和所述加热器之间并与所述隔热罩固定板相对固定。

优选地，所述隔热罩固定板、加热器和隔热罩均为环形，所述冷却装置位于所述加热装置中间。

优选地，所述低温传导铜辫数目为多个，且截面形状为U型，所有的所述低温传导铜辫关于样品台中心轴环形阵列分布。