[發(fā)明專利]一種可調(diào)控組織的薄膜高通量制備的裝置及其方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711262864.0
• 申請(qǐng)日: 2017-12-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108034928A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 龐曉露;楊楊;高克瑋;楊會(huì)生;徐秋發(fā);李東東;童海生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京科技大學(xué)
• 主分類號(hào): C23C14/35
• 分類號(hào): C23C14/35;C23C14/58;C23C14/16;C23C28/02
• 代理公司: 北京金智普華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

1.一種可調(diào)控組織的薄膜高通量制備的裝置，其特征在于，該裝置包括基體，磁控濺射鍍膜機(jī)和用于提供能量實(shí)現(xiàn)薄膜局部熱處理的半導(dǎo)體激光器，

其中，所述磁控濺射鍍膜機(jī)采用雙靶共濺射，所述基體位于所述磁控濺射鍍膜機(jī)的雙靶之間，且所述基體到所述磁控濺射鍍膜機(jī)的雙靶之間的距離相等。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，該裝置還包括用于觀察結(jié)構(gòu)以及顯微組織，通過(guò)高通量表征技術(shù)完成快速測(cè)量的XRD分析儀和掃描電子顯微鏡。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述基體為單晶Si。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器波長(zhǎng)為248nm，掃描速度0.05mm/s，激光能量為200-500W。

5.一種采用如權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述的裝置制備調(diào)控組織的薄膜高通量制備的方法，該方法具體包括以下步驟：

步驟1：首先將單晶Si基體清洗干凈后放入磁控鍍膜機(jī)，采用雙靶同時(shí)濺射的方法，使得薄膜樣品在橫向上成分梯度分布，在縱向上無(wú)成分梯度；

步驟2：將具有成分梯度的薄膜放入真空裝置中采用激光加熱，激光通過(guò)線掃的方式在縱向上勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中激光能量不斷增加，在縱向上掃描完成后使激光橫向移動(dòng)到下一起點(diǎn)，然后繼續(xù)在縱向上掃描，最終使得薄膜樣品橫向上激光能量保持一致，縱向上能量逐漸增大，即得到調(diào)控組織的薄膜。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，該方法還包括以下步驟：

步驟3：將步驟2得到的薄膜樣品通過(guò)XRD和掃描電子顯微鏡觀察結(jié)構(gòu)以及顯微組織，通過(guò)高通量表征技術(shù)完成使用性能的快速測(cè)量，從而快速得到薄膜成分-組織-性能的關(guān)系。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟1的具體工藝為：

步驟1.1：將Si基體依次用丙酮、無(wú)水酒精、去離子水在超聲波中清洗10分鐘去除表面油污和雜質(zhì)，吹風(fēng)機(jī)吹干試樣表面，放入干燥皿中待用；

步驟1.2鍍膜：將清洗干燥后的基體放入超高真空鍍膜機(jī)中，靶材選擇A靶和B靶，采用磁控共濺射的方法，濺射角度為30-60度，濺射功率均為200W，鍍膜時(shí)間設(shè)置為5小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟2中高通量薄膜制備后采用激光加熱，激光自上向下掃描，掃描速度為0.05mm/s,能量的增加速率為6w/mm。

9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述單晶Si基體的尺寸為50mmmmX2mm。