[發明專利]一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置和方法

有效

• 申請號: 201910722742.8
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110396671B
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 高克瑋;宋有朋;喬利杰;龐曉露;顏魯春;楊會生
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/50;C23C14/14;C22C9/00
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明提供了一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置和方法，涉及薄膜制備技術領域，能夠通過一次實驗制備出多種不同材料成分的均勻的薄膜樣品，大大提高制備效率；該裝置包括反應腔室，所述反應腔室內設有沉積臺平板、驅動系統和濺射靶，所述濺射靶吊設在所述反應腔室的頂部；所述沉積臺平板上設有若干旋轉沉積微區單元，所述旋轉沉積微區單元穿過所述沉積臺平板，且與所述沉積臺平板間可旋轉的連接；所述旋轉沉積微區單元與所述驅動系統連接，在所述驅動系統的動力驅動下實現同步旋轉。本發明提供的技術方案適用于濺射制備薄膜的過程中。

【技術領域】

本發明涉及薄膜制備技術領域，尤其涉及一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置和方法。

【背景技術】

新材料的研發是一個復雜的過程，通常情況下，開發者一次只能制備一種成分單一的材料，并對其相關性能進行測試。這種以試錯為特征的傳統材料研究方法不僅耗時費力，嚴重制約了材料的研發速度，而且需要較高的研發費用。

鑒于此，必須探索更高效的實驗方法。高通量實驗方法的提出，可以在短時間內完成大量樣品的制備與表征，從而大大提高新材料的研發速度。通常，高通量實驗中組合材料薄膜樣品的制備方法主要有共沉積薄膜法、分立模板鍍膜法、連續模板鍍膜法。就共沉積薄膜法而言，雖然可以通過磁控濺射共沉積技術，經過一次實驗制備出大量不同成分的薄膜材料，但對于某一特定成分的薄膜材料來說，在相應區域內其成分并不均勻。此外，所制備的樣品必須通過微區的高通量表征方式進行表征，并不適用于傳統相對成熟的表征方式，適用性較差。

針對上述問題，有必要研究一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置和方法來應對現有技術的不足，以解決或減輕上述一個或多個問題。

【發明內容】

有鑒于此，本發明提供了一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置和方法，能夠通過一次實驗制備出多種不同材料成分的均勻的薄膜樣品，大大提高制備效率。

一方面，本發明提供一種高通量制備多組分均勻薄膜材料的裝置，其特征在于，所述裝置包括反應腔室，所述反應腔室內設有沉積臺平板、驅動系統和濺射靶，所述濺射靶吊設在所述反應腔室的頂部；

所述沉積臺平板上設有若干旋轉沉積微區單元，所述旋轉沉積微區單元底部穿過所述沉積臺平板，且與所述沉積臺平板間可旋轉的連接；

所述旋轉沉積微區單元與所述驅動系統連接，在所述驅動系統的動力驅動下實現同步旋轉。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，每一個所述旋轉沉積微區單元的底端均固定套設有第一傳動齒輪，相鄰的兩個第一傳動齒輪之間相互嚙合；其中一個所述旋轉沉積微區單元的底端還設有延長軸，所述延長軸上固定套設有第二傳動齒輪，所述第二傳動齒輪與所述驅動系統連接。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述旋轉沉積微區單元包括樣品臺、粗轉軸和細轉軸；所述樣品臺水平設置，所述樣品臺的下表面與所述粗轉軸的頂端固定連接，所述粗轉軸的底端與所述細轉軸的頂端固定連接；所述細轉軸穿過所述沉積臺平板，且與所述沉積臺平板可旋轉的連接。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述可旋轉的連接為軸承連接，具體為：在所述沉積臺平板內設置若干與所述細轉軸對應的軸承，所述細轉軸從所述軸承的中間孔穿過實現軸承連接。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述驅動系統包括驅動電機和驅動齒輪，所述驅動齒輪固定套設在所述驅動電機的電機軸上；所述驅動齒輪與所述第二傳動齒輪嚙合連接。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述驅動電機與所述反應腔室的內壁間相互絕緣。

如上所述的方面和任一可能的實現方式，進一步提供一種實現方式，所述沉積臺平板的下方設有若干用于支撐所述沉積臺平板的支撐桿。