專利名稱：薄膜制備裝置及薄膜生長的觀察方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用物理方法在基底材料上制備薄膜的設(shè)備，以及在制備 過程中觀察膜生長情況的方法。更為確切講，本發(fā)明涉及采用真空沉積蒸鍍， 或者采用真空濺射沉積方式在基底材料的表面形成一層薄膜的設(shè)備，和采用這 種設(shè)備在制備工藝過程中，間接觀察成膜表面薄膜形成過程的方法。
技術(shù)背景薄膜材料在新型光電子器件研究和制造中具有廣泛的用途。采用真空濺射 沉積方式在基底材料的表面形成一層薄膜的工藝在現(xiàn)階段已經(jīng)較為普通。這里 所述的薄膜包括金屬的薄膜、非金屬薄膜，以及有機(jī)薄膜?，F(xiàn)有薄膜制備設(shè)備 有真空蒸鍍設(shè)備、真空濺射設(shè)備兩類，這兩類設(shè)備均是由鍍膜室、真空系統(tǒng)和 電氣系統(tǒng)構(gòu)成，其中的鍍膜室用于放置制膜樣品進(jìn)行膜的制備，真空系統(tǒng)一般 由機(jī)械泵和擴(kuò)散泵組成，以提供和維持鍍膜室內(nèi)的真空度，電氣系統(tǒng)用于向設(shè) 備提供相應(yīng)的電力供應(yīng)?，F(xiàn)有技術(shù)的真空蒸鍍設(shè)備只能制備真空蒸鍍膜，而真 空濺射設(shè)備只能制備出真空濺射膜。因此在進(jìn)行研究或教學(xué)情況下的一些特殊 場合下，例如某些特殊的制膜要求，要求在蒸發(fā)膜的上面再制備一層用真空濺 射形成的膜時，只能在不同的設(shè)備中分別制備不同的薄膜，以滿足特殊的要求。 而在不同設(shè)備中分別制備不同薄膜時，需要重新建立真空工作條件，因此其能 耗較高，效率較低?，F(xiàn)有設(shè)備的另一個不足是當(dāng)薄膜制備好后進(jìn)行退火處理時， 需將薄膜樣品從鍍膜室中取出，放置到另外的退火加熱設(shè)備中進(jìn)行退火處理，不僅效率低，能耗大，而且還會在一定程度上影響膜的性能；由于在一些情況 下薄膜退火處理同樣要求在真空條件下進(jìn)行，因此也需要重新再建立真空工作 條件。此外，現(xiàn)有制膜設(shè)備在工藝實施中無法觀察到膜生長的情況，要掌握成 膜的厚度一般是根據(jù)經(jīng)驗值控制成膜的工藝參數(shù)，如在真空蒸鍍沉積成膜時， 是通過根據(jù)經(jīng)驗控制蒸發(fā)源的蒸發(fā)溫度和時間控制膜厚度的生長速度及膜可能 形成的厚度，然后取出樣品進(jìn)行實際測量，得到成膜的真空厚度?？梢?，采用 現(xiàn)有技術(shù)控制薄膜生長的厚度在實際的運用中很難掌握，而且效率十分低。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供一種可克服現(xiàn)有技術(shù)不足，能在一臺設(shè)備上分時實現(xiàn)真空蒸鍍 和真空濺射成膜的裝置，并可以及時進(jìn)行樣品退火處理的設(shè)備，本發(fā)明的裝置 還可在成膜同時間接觀察膜生長情況；同時本發(fā)明提供一種間接觀察膜生長情 況的方法。本發(fā)明的薄膜制備裝置由鍍膜室、真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)組成，除鍍膜室外， 真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)的設(shè)備是相同的。本發(fā)明的鍍膜室由真空室殼 體和位于鍍膜室殼體下的底板構(gòu)成，在鍍膜室殼體上設(shè)置有充氣閥和觀察窗， 在底座上分別設(shè)置有電阻加熱蒸發(fā)器、輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器、用于濺射的耙、 干涉光源、攝像頭，以及用于設(shè)置固定可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器的機(jī)構(gòu)， 在底板上還設(shè)置有一個固定架，在固定架上設(shè)置有用旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的可轉(zhuǎn)動托盤， 在可轉(zhuǎn)動托盤上有用于設(shè)置固定樣片襯底加熱器或可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)器 的機(jī)構(gòu)，可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器由不銹鋼制成的外殼、設(shè)置于不銹鋼 外殼內(nèi)的環(huán)型石英加熱管、設(shè)置于不銹鋼外殼上頂?shù)纳w板，以及設(shè)置于蓋板上 的坩鍋構(gòu)成，在蓋板上還設(shè)置有樣片夾，樣片退火加熱器的下底設(shè)置有用于固 定制膜樣片的裝置，可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器的外殼和樣片退火加熱器 上還設(shè)置有用于與底板或可轉(zhuǎn)動托盤聯(lián)接的裝置，在本發(fā)明中是在坩鍋蒸發(fā)加 熱器的外殼和樣片退火加熱器上設(shè)置螺孔，用帶螺紋的連桿與螺孔配合，再將 螺桿固定于可轉(zhuǎn)動托盤或底板上的孔中，實現(xiàn)對坩鍋蒸發(fā)加熱器的外殼和樣片 退火加熱器的固定。樣片退火加熱器下底設(shè)置的用于固定制膜樣片的裝置可以 是一個卡槽，也可以是用緊固件固定的夾片，或者是直接用于緊固的緊固件。本發(fā)明的薄膜制備裝置中所用的干涉光源為可發(fā)出紫外光的發(fā)光晶體管， 且發(fā)光晶體管設(shè)置于攝像頭旁邊。本發(fā)明的薄膜制備裝置的鍍膜室底板上還設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有可轉(zhuǎn) 動的活動擋板。本發(fā)明的薄膜中薄膜生長的觀察方法是用紫外光均勻地照射在形成薄膜 上，隨成膜表面形成薄膜厚度增加，成膜表面逐漸出現(xiàn)帶有顏色的干涉光斑， 隨所生成薄膜厚度增大，成膜發(fā)出的干涉光斑色澤逐漸改變并逐漸加深，根據(jù) 所見干涉光斑顏色及色度的改變可以間接觀察到薄膜生成的情況及其膜厚度的變化。本發(fā)明進(jìn)行成膜干涉觀察時，使觀察視線與薄膜平面間夾角成20至30度會有最佳的觀察效果。本發(fā)明裝置的鍍膜室中同時設(shè)置有電阻加熱蒸發(fā)器、輻射式坩鍋蒸發(fā)器、 用于濺射沉積的濺射靶，顯然，用本發(fā)明的裝置可以分別進(jìn)行真空蒸鍍膜及真空濺射制膜的作業(yè)；另外由于本發(fā)明的裝置中制膜樣片，也就是基片，是被設(shè) 置于樣片襯底加熱器下底上設(shè)置的用于固定制膜樣品的裝置中，因此當(dāng)薄膜制 備好后可以直接進(jìn)行樣品退火作業(yè)，因此用本發(fā)明的裝置制備薄膜時不需要象 現(xiàn)有技術(shù)那樣，需要分別在不同的設(shè)備中進(jìn)行作業(yè)，而且要分別在不同的設(shè)備 中重復(fù)地再建立真空工作條件。本發(fā)明中設(shè)置的電阻加熱蒸發(fā)器是用鎢絲或鉬舟制作成蒸發(fā)源，使被蒸鍍 材料加熱熔化達(dá)到蒸發(fā)，實現(xiàn)鍍膜作業(yè)，其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，造價低廉，操作 方便；同時本發(fā)明中還設(shè)置了輻射式坩鍋蒸發(fā)器，這種蒸發(fā)方式，特別適合于 粉末材料或者有機(jī)材料的蒸發(fā)，而且可以避免顆粒蒸發(fā)材料因蹦濺而產(chǎn)生的浪 費，也可以通過在坩鍋中先后放入不同的材料實現(xiàn)在樣片上蒸鍍或濺射不同材 料層的多層薄膜，如電極一有機(jī)薄膜一電極一有機(jī)薄膜。本發(fā)明的輻射式柑鍋蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)有如下的優(yōu)點1) 在蒸發(fā)鍍膜時,加熱器可用做蒸發(fā)加熱源；而在濺射時，它又可以作為加 熱器用做樣片加熱源，這樣設(shè)計可以增強(qiáng)薄膜在樣片上的附著力。2) 采用坩鍋作為加熱容器，其體積可以較小，而且其開口也小，能有效的 減小蒸發(fā)過程中材料的浪費。3) 加熱罩內(nèi)放置的是一個環(huán)行石英輻射加熱燈，在加熱燈的照射下放置于 坩堝中的有機(jī)材料可以均勻的被加熱，能有效避免粉末材料的飛濺，使材料的 蒸發(fā)速度穩(wěn)定，成膜均勻。4) 在輻射式坩鍋蒸發(fā)器中可以設(shè)置測溫元件，這樣可以控制不同材料的蒸 發(fā)溫度，優(yōu)化制膜工藝。5) 在濺射時，將輻射式坩鍋蒸發(fā)器安裝固定于可轉(zhuǎn)動托盤上，并將其運動 到濺射靶上方，如此可適于對非玻璃的特種樣片高溫的加熱和退火。本發(fā)明的鍍膜室底板上設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，在轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有可隨其轉(zhuǎn)動的活動擋板，在正式鍍膜前，可將擋板轉(zhuǎn)至蒸發(fā)源上面，使雜質(zhì)和正常蒸鍍條件建立前 由蒸發(fā)器蒸發(fā)出的物質(zhì)被擋板阻擋，避免這些物質(zhì)在成膜表面上沉積，在正式 鍍膜開始后轉(zhuǎn)動擋板，使其離開蒸發(fā)源，即可開始薄膜生長，直到所需要的薄 膜厚度，這樣就可保證鍍膜的質(zhì)量。


圖1為本發(fā)明的鍍膜室剖面示意圖，圖2為輻射式坩鍋蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖， 圖3為樣片退火加熱器示意圖，圖4為濺射靶結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為帶有干涉光 源的攝像頭結(jié)構(gòu)示意圖，圖6至圖9為不同成膜厚度時樣片表面呈現(xiàn)的干涉環(huán)。
具體實施方式
本發(fā)明以下結(jié)合實施例與附圖解說。本發(fā)明的薄膜制備裝置中真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)是相同的，不再 贅述，在此僅對本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)不同的鍍膜室進(jìn)行解說。附圖1為本發(fā)明的鍍膜室的實施例的剖面視圖。其中2是電阻加熱蒸發(fā)器， 3是攝像頭，4是位于攝像頭旁的干涉光源，14用于設(shè)置旋轉(zhuǎn)擋板的轉(zhuǎn)軸(設(shè) 于其上的擋板未表示出來)，15是濺射靶陽極，16是濺射靶陰極。所述這些裝 置均設(shè)置于鍍膜室的底板1上。另外，由圖1可見輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器13通 過其下底所設(shè)的連桿固定于底板1上。在底板1上還設(shè)置有一個固定架8。在固 定架8上設(shè)置有用旋轉(zhuǎn)軸10驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)托盤9，在旋轉(zhuǎn)托盤9上用連桿固定著 樣片襯底加熱器12。樣片襯底加熱器12的下底30設(shè)置有用于固定制膜樣片卡 槽29，參見附圖3。旋轉(zhuǎn)托盤9通過旋轉(zhuǎn)軸IO的驅(qū)動進(jìn)行轉(zhuǎn)動，使位于樣片襯 底加熱器12下的成膜樣片(也就是基片)處于蒸發(fā)器2、 13或濺射靶16的上 方，以實現(xiàn)不同的蒸鍍成膜或濺射成膜。從圖1中可見，底板1上還設(shè)置有轉(zhuǎn) 軸14。轉(zhuǎn)軸14上設(shè)置有可轉(zhuǎn)動的活動擋板，在本發(fā)明中擋板隨轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn) 動，可分別處于蒸發(fā)器2、 13或濺射靶16上方，在磁控濺射時，只要將擋板移 開濺射耙的電離區(qū)域就可以了，以免擋板在電離之間造成短路。在圖1中未畫 出擋板。本發(fā)明中的旋轉(zhuǎn)軸IO和轉(zhuǎn)軸14均設(shè)置于真空室內(nèi)，并通過設(shè)置于真 空室的伺服電機(jī)驅(qū)動，因此在鍍膜真空環(huán)境下旋轉(zhuǎn)軸10和轉(zhuǎn)軸14均可以自由 轉(zhuǎn)動，并帶動所驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)托盤9或擋板轉(zhuǎn)動到適當(dāng)?shù)奈恢?。從圖l中還可見， 在殼體7上還設(shè)有充氣閥6和觀察窗11。本發(fā)明的攝像頭3的仰角可以轉(zhuǎn)動，用以調(diào)整視線與樣片間的夾角，顯然在進(jìn)行這一調(diào)整時，干涉光源的射線角度 也同時被調(diào)整。圖2為本發(fā)明的輻射式坩鍋蒸發(fā)器13的結(jié)構(gòu)示意圖，其具體結(jié)構(gòu)是在用不銹鋼板經(jīng)車削制成加熱器的外罩24，在外罩24的上方設(shè)置一個蓋板20，蓋板 20的中心開有一圓孔用于放置石英坩鍋21，在蓋板20的四周還固定有四只樣 片夾22，用以夾住不同大小的高溫退火樣片或者濺射樣品。在外罩24內(nèi)固定一 個環(huán)行的石英輻射加熱管19。外罩24上設(shè)置有與蓋板22上定位銷23相配合的 卡槽25。圖中的17為加熱管19的電源接頭。另外還設(shè)置有測溫?zé)犭娕?8和用 于固定的支腳26。采用輻射式加熱器的設(shè)計有如下的優(yōu)點 a在蒸發(fā)鍍膜時這個加熱器可用于蒸發(fā)加熱源；b在濺射時，將輻射加熱器13從底板1拆下，換裝固定于可運動托盤9上， 再轉(zhuǎn)動托盤9使其對準(zhǔn)濺射靶的上方，可達(dá)到非玻璃的特種樣片濺射加熱和退 火所需的溫度；c可用做樣片加熱源，這樣設(shè)計可以增強(qiáng)薄膜在樣片上的附著力；d采用特制的石英坩鍋作為加熱容器，其不但比小燒杯堅固導(dǎo)熱性能好， 而且體積小開口也小能有效的減小蒸發(fā)過程中材料的浪費；e加熱罩內(nèi)放置的是一個環(huán)行石英輻射加熱燈，在加熱燈的照射下裝在透 明石英坩堝中的有機(jī)材料可以均勻的被加熱，能有效避免粉末材料的飛濺，因 此材料的蒸發(fā)速度穩(wěn)定，成膜均勻；f加熱器采用變壓器與高壓隔離的供電方式，因此調(diào)節(jié)電壓控制溫度時,可 以避免高壓產(chǎn)生的輝光放電使加熱器短路。本發(fā)明的樣片襯底加熱器的結(jié)構(gòu)如圖3所示。樣片襯底加熱器也是采用不 銹鋼結(jié)構(gòu)，其上部由不銹鋼板圍成如圖示帶有內(nèi)部空腔的結(jié)構(gòu)。在空腔結(jié)構(gòu)的 內(nèi)部安裝有四支石英加熱管28， 27為加熱管固定位孔，在石英管的下部為不銹 鋼制成的襯底30，其邊緣帶有卡槽29用于放置樣片，也就是制備薄膜的基片。 在制膜作業(yè)時固定于卡槽29中的樣片表面可沉積出薄膜，在蒸鍍結(jié)束以后可在 制膜的真空環(huán)境下對樣片進(jìn)行退火處理，這樣不但節(jié)約了能源，還避免了傳統(tǒng) 工藝過程對樣片造成的過度氧化。圖4中31是永磁材料，32是濺射陽極，33是陰極，34是由絕緣材料制成的絕緣環(huán)，35是陽極。本發(fā)明的攝像頭和干涉光源見圖5，這一結(jié)構(gòu)可在薄膜生長過程間接觀察膜生長的情況。圖中36為紫外發(fā)光二極管，37是凸透鏡，38是可發(fā)出可見光的 發(fā)光二極管，39是聚集光圈，40為鏡頭的內(nèi)腔，41是顯像芯片，42是攝像鏡 頭。由于本發(fā)明中還設(shè)置了可見光的二極管38，因此還可適于觀察一些在可見 光下可產(chǎn)生干涉現(xiàn)象的薄膜。需說明的是攝像鏡頭的仰角可以進(jìn)行調(diào)整，以方 便對樣片表面產(chǎn)生的干涉環(huán)進(jìn)行觀察。本發(fā)明的裝置一個制膜過程簡述如下a將處理好的基片放置于樣片襯底加熱器12上，并用卡槽29將基片約束， 使基片轉(zhuǎn)至位于電阻式蒸發(fā)源2的上方，當(dāng)真空度達(dá)到10、a時，用電阻式蒸 發(fā)鋁電極，用膜厚儀5進(jìn)行測量，達(dá)到所需要的厚度時蒸發(fā)結(jié)束。b通過伺服電機(jī)使旋轉(zhuǎn)軸IO轉(zhuǎn)動，并帶動旋轉(zhuǎn)托盤9轉(zhuǎn)動，使固定于旋轉(zhuǎn) 托盤9上的襯底加熱器12上的基片對準(zhǔn)磁控濺射靶上方時，開始通氣，由閥6 控制進(jìn)氣流量，升高電壓使電子被加速至陽極，途中產(chǎn)生新的解離。離子被加 速至陰極撞擊靶材，靶材粒子及二次電子被擊出，前者到達(dá)基板表面沉積形成 薄膜并成長，而后者被加速至陽極途中促成更多的解離。當(dāng)膜厚儀測得厚度達(dá) 到時，停止濺射。通過伺服電機(jī)使旋轉(zhuǎn)托盤再次旋轉(zhuǎn)并對準(zhǔn)電阻式蒸發(fā)，蒸發(fā) 制備出第二個鋁電極膜層，當(dāng)真空度達(dá)到1(^pa時，蒸發(fā)l分鐘后完成。c通過伺服電機(jī)使旋轉(zhuǎn)托盤再次旋轉(zhuǎn)，直至對準(zhǔn)輻射式蒸發(fā)器，進(jìn)行另一 次蒸發(fā)成膜作業(yè)。如此便可完成多層膜的制備。在以上過程中，當(dāng)蒸發(fā)加熱器或輻射加熱器 等尚未達(dá)到工作溫度時，應(yīng)當(dāng)先使擋板遮擋于其上，以避免在升溫過程中蒸出 的離子在基片表面沉積，影響成膜的質(zhì)量。而當(dāng)蒸發(fā)加熱器或輻射加熱器等達(dá) 到工作溫度后，即可將擋板移開，進(jìn)行正常的成膜沉積。在對非玻璃的特種樣片進(jìn)行濺射鍍膜時，應(yīng)將輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器13改 裝于可轉(zhuǎn)動托盤9上。在這上述過程中可用攝像頭觀察到在光源(紫外光源或可見光光源)照射 下在膜表面形成的干涉膜。以下提供一個制備有機(jī)金屬配合物的實例，并通過這一實例解說觀察薄膜生長情況的做法。本實施例中制備的薄膜是八羥基喹啉類金屬配合物，這種有機(jī)半導(dǎo)體薄膜 具有較好的成膜特性。八羥基喹啉類金屬配合物是一類非常重要的電致發(fā)光材 料物質(zhì)，既具有較高的玻璃化溫度，本身又具有電子傳輸性，可以用真空蒸鍍法生成質(zhì)量很好的薄膜。八羥基喹啉鎘(8-hydroxylquin-line cadmium, Cdq2)是一種重要的單極型電子傳輸材料，本發(fā)明以八羥基喹啉鎘為原料，通過真空 蒸鍍法制備了襯底溫度不同的Cdq2薄膜。其具體的做法是首先將玻璃襯底在 去離子水、乙醇、丙酮中用超聲波清洗機(jī)各清洗30分鐘，烘干以后就得到了潔 凈的玻璃襯底。然后在這樣的襯底上用真空熱蒸發(fā)的方法鍍上一層Cdq2薄膜， 在此過程中真空室內(nèi)的真空度始終保持在(4 5) xl(y3pa， Cdq2藥品的溫度保 持在蒸發(fā)溫度17(TC左右，蒸鍍時間為20min。在上述的真空和溫度環(huán)境中，我 們分別制得了襯底溫度為45。C、 65"和85X:的有機(jī)納米薄膜。蒸鍍完成以后， 襯底加熱器保持15(TC進(jìn)行退火處理。Cdq2材料采用Cdq2粗品經(jīng)過多次升華提 純得到的高純度Cdq2粉末，純度達(dá)到99.9%以上。蒸發(fā)所用坩堝采用直徑5cm 的圓形特制的石英坩堝。在上述蒸鍍的過程中，調(diào)整攝像頭，使其視線(也就是攝像頭的光軸)與 樣片薄膜平面間夾角成20至30度，同時用攝像頭旁的紫外線光源傾斜照射到 樣片，以觀察成膜情況。實驗表明，當(dāng)視線與樣片薄膜平面間夾角在20至30 度以外時，其觀察的效果很差。當(dāng)坩堝加熱到有機(jī)發(fā)光材料溫度達(dá)到蒸發(fā)溫度時，先將擋板從坩鍋上移開，同 時打開輻射光源，使紫外光照射到樣片成膜表面，因為是不可見光，所以表面 是一片漆黑。當(dāng)開始蒸發(fā)時，樣品表面薄膜輻射出淡綠色光。隨著厚度的不斷 增加，薄膜發(fā)出的光逐漸變成淡黃色，但其發(fā)光面積不大。當(dāng)薄膜較厚(約20nm 以上)時，薄膜表面呈米黃色。為了對表面薄膜厚度的估測，我們制備了一系 列厚度不同的薄膜并記錄在紫外線照射下觀察到的表面發(fā)光情況，然后用激光 偏振測厚儀分別測量了厚度，并制成表格。在蒸發(fā)鍍膜時，就可以根據(jù)紫外線 下觀察到的，薄膜表面發(fā)光情況來估測薄膜的厚度。如果以上觀察是用普通光線照射時，因為膜層很薄，僅為20nm，會看不到表面膜層的存在，既是用薄膜 測厚儀監(jiān)測，誤差范圍也超過了 10nm。圖6至9給出了不同厚度時所觀察到的 情況。隨著厚度的不斷增加，薄膜發(fā)出的光逐漸變成淡黃色，但其發(fā)光面積不 大。當(dāng)薄膜較厚(約20nm以上)時，薄膜表面呈米黃色。根據(jù)這些特性，可以 根據(jù)紫外線下觀察到的薄膜表面發(fā)光情況來估測薄膜的厚度。從圖6的發(fā)光膜 圖形中可以看出，這時的薄膜厚度均勻，中間發(fā)棕色部分是因為加溫速度過快 所致，此時的膜厚度實測值約為20nm。圖7圖形中心呈綠色，它是第2層次薄 膜形成時正好掩蓋在第l層薄膜之中，此時實測的膜厚度約為30nm。在圖8的 圖形中又是因溫度控制過急，使得第三層薄膜呈棕黑色，此時的膜厚度實測值 約為40nm。圖9的圖形中形成多層薄膜迭加層次分明，發(fā)光面清晰干涉環(huán)，其 中心最厚處達(dá)800A'，靠近邊緣最薄，此時的膜厚度實測值約為80nm。由這一 結(jié)果可見本發(fā)明的這種方法可以間接獲得薄膜厚度的信息。
權(quán)利要求
1. 薄膜制備裝置，包括鍍膜室、真空系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，其特征是鍍膜室由真空室殼體和位于鍍膜室殼體下的底板構(gòu)成，在鍍膜室殼體上設(shè)置有充氣閥和觀察窗，在底座上分別設(shè)置有電阻加熱蒸發(fā)器、輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器、用于濺射的靶、干涉光源、攝像頭，以及用于設(shè)置固定可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器的機(jī)構(gòu)，在底板上還設(shè)置有一個固定架，在固定架上設(shè)置有用旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的可轉(zhuǎn)動托盤，在可轉(zhuǎn)動托盤上有用于設(shè)置固定樣片襯底加熱器或可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)器的機(jī)構(gòu)，可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器由不銹鋼制成的外殼、設(shè)置于不銹鋼外殼內(nèi)的環(huán)型石英加熱管、設(shè)置于不銹鋼外殼上頂?shù)纳w板，以及設(shè)置于蓋板上的坩鍋構(gòu)成，在蓋板上還設(shè)置有樣片夾，樣片退火加熱器的下底設(shè)置有用于固定制膜樣片的裝置，可拆卸的輻射式坩鍋蒸發(fā)加熱器的外殼和樣片退火加熱器上還設(shè)置有用于與底板或可轉(zhuǎn)動托盤聯(lián)接的裝置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的薄膜制備裝置，其特征是所用的干涉光源為可發(fā) 出紫外光的發(fā)光晶體管，且發(fā)光晶體管設(shè)置于攝像頭旁邊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的薄膜制備裝置，其特征在于鍍膜室的底板上還設(shè)置有轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸上設(shè)置有可轉(zhuǎn)動的活動擋板。
4. 薄膜制備過程中薄膜生長的觀察方法，其特征在于用紫外光均勻地照射 在形成薄膜上，隨成膜表面形成薄膜厚度增加，成膜表面逐漸出現(xiàn)淡綠色的干 涉光斑，并隨所生成薄膜厚度增大，成膜發(fā)出的干涉光斑色澤逐漸改變并逐漸 加深，根據(jù)所見干涉光斑顏色及色度的改變間接觀察出薄膜生成的情況及厚度。
5. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的薄膜制備過程中薄膜生長的觀察方法，其特征是 用應(yīng)使觀察視線與薄膜平面間夾角成20至30度。
全文摘要
本發(fā)明公開一種采用物理方法在基底材料上制備薄膜的設(shè)備，以及在制備過程中觀察膜生長情況的方法。本發(fā)明的裝置中鍍膜室由鍍膜室殼體和位于鍍膜室殼體下的底板構(gòu)成，在真空殼體上設(shè)置有充氣閥和觀察窗，在底板上分別設(shè)置有電阻加熱蒸發(fā)器、輻射式坩堝蒸發(fā)器、濺射靶以及干涉光源、攝像頭，在固定架上設(shè)置有用旋轉(zhuǎn)軸驅(qū)動的旋轉(zhuǎn)托盤、樣片退火加熱器和其下底設(shè)置的用于固定制膜樣片裝置；本發(fā)明的方法是在膜生長的同時觀察膜上形成的干涉現(xiàn)象。
文檔編號C23C14/24GK101275218SQ20081010851
公開日2008年10月1日 申請日期2008年5月21日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月21日
發(fā)明者毅 宋, 宋長安, 彭應(yīng)全, 朋興平, 同 覃 申請人:蘭州大學(xué)