[发明专利]一种气相沉积薄膜的装置及其使用方法

权利要求书

1.一种气相沉积薄膜的装置，由超导强磁体（1）、真空镀膜室（2）、样品台控制系统（3）及蒸发束源系统（4）构成，超导强磁体（1）设置于真空镀膜室（2）外侧，样品台控制系统（3）及蒸发束源系统（4）设置于真空镀膜室（2）中，样品台控制系统（3）通过上密封法兰（2-1）与真空镀膜室（2）连接，蒸发束源系统（4）通过下密封法兰（2-8）与真空镀膜室（2）连接，超导强磁体（1）通过固定架（2-4）与真空镀膜室（2）连接，真空镀膜室（2）外壁设有镀膜室腔体冷却水套（2-6），真空镀膜室（2）下端设有2个蒸发束源安装空腔（2-7），真空镀膜室（2）侧壁设有抽真空接口（2-2）和化学气相沉积接口（2-3）。

2.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于所述的样品台控制系统（3）由样品台测温热电偶（3-1）、样品台加热导线（3-2）、样品台冷却系统（3-3）、样品台控制系统密封法兰（3-4）、样品台控制系统保护罩（3-5）、样品台旋转轴（3-6）、样品台基座（3-8）、样品台加热线圈（3-9）、样品台活动档板（3-10）、样品台（3-11）和样品台活动档板杆（3-12）组成，安装于样品台基座（3-8）正下方的样品台（3-11）与样品台测温热电偶（3-1）连接，样品台旋转轴（3-6）设置于样品台基座上壁，样品台基座（3-8）与样品台冷却系统（3-3）连接，样品台冷却系统（3-3）内部设有样品台冷却介质（3-7），样品台加热导线（3-2）与样品台加热线圈（3-9）连接，样品台加热线圈（3-9）设置在样品台基座（3-8）的侧壁外侧，样品台（3-11）正前方设置有样品台活动档板（3-10），样品台活动档板（3-10）通过样品台活动档板杆（3-12）连接在样品台控制系统密封法兰（3-4）上，样品台控制系统（3）外侧设置有样品台保护罩（3-5），样品台基座（3-8）的竖直方向周围安装样品台加热线圈（3-9），样品台加热线圈（3-9）与样品台加热导线（3-2）连接。

3.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于所述的蒸发束源系统（4）由束源活动档板（4-1）、束源坩埚（4-2）、束源冷却装置（4-3）、束源加热线圈（4-4）、源材料（4-5）、蒸发束源系统保护罩（4-6）、束源密封法兰（4-7）、束源测温热电偶（4-9）、束源加热导线（4-10）和束源活动档板杆（4-11）组成，其中在束源坩埚（4-2）正前方安装的束源活动档板（4-1）通过束源活动档板杆（4-11）与束源密封法兰（4-7）连接，束源坩埚（4-2）开口中心距样品台（3-11）中心20mm，束源坩埚（4-2）对称分布于样品台（3-11）两侧，束源坩埚（4-2）中心与样品台（3-11）中心的连线与竖直线成15度夹角，在束源坩埚（4-2）内部放置源材料（4-5），在束源坩埚（4-2）周围安装有束源加热线圈（4-4），束源加热线圈（4-4）与束源加热导线（4-10）连接，在束源加热线圈（4-4）周围安装有束源冷却装置（4-3），束源冷却装置（4-3）内部装有束源冷却介质（4-8），在束源坩埚（4-2）下方安装有束源测温热电偶（4-9），整套系统置于蒸发束源系统保护罩（4-6）内部，通过下密封法兰（2-8）和束源密封法兰（4-7）安装于真空镀膜室（2）下方的蒸发束源安装空腔（2-7）中。

4.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于该装置的所有部件均选用非磁性材料制成，其中样品台（3-11）由铜构成，其余设备均由无磁不锈钢304制成。

5.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于所述的超导强磁体（1）可用磁场空间为Φ10cm～1m、磁场感应强度为0～12T。

6.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于所述的样品台控制系统（3）放置的基片，材质选用石英或铝或硅，厚度范围是0.1mm～5mm，尺寸为20×20mm、10×10mm或3×3mm。

7.根据权利要求1所述的一种气相沉积薄膜的装置，其特征在于所述的蒸发束源系统（4）采用电阻加热方式，由束源加热线圈（4-4）和束源加热导线（4-10）实现升温过程，使束源坩埚（4-2）温度为25～1450℃，控温精度为±1℃。