[發明專利]二維器件真空制備系統及其方法

有效

• 申請號: 202010129757.6
• 申請日: 2020-02-28
• 公開（公告）號: CN113327866B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 郭帥斐;楊昉原;馬立國;張遠波
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H01L21/67
• 分類號: H01L21/67;H01L21/34;H01L21/443
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 谷達;吳敏

1.一種二維器件真空制備系統，其特征在于，包括：

預抽真空單元，用于傳遞二維材料；

器件制備單元，能夠與所述預抽真空單元相連通或斷開，用于解離所述二維材料；

電極蒸鍍和薄膜生長單元，能夠與所述器件制備單元相連通或斷開，用于制作二維器件的電極；

監控單元，用于對所述二維器件真空制備系統內二維器件的制備進行實時觀察；以及

自動化控制單元，用于對所述二維器件真空制備系統內二維器件的制備進行控制；

其中，所述預抽真空單元包括用于對所述預抽真空單元內進行抽真空的第一抽氣裝置，所述器件制備單元包括用于對所述器件制備單元內進行抽真空的第二抽氣裝置，所述電極蒸鍍和薄膜生長單元包括用于對所述電極蒸鍍和薄膜生長單元內進行抽真空的第三抽氣裝置。

2.如權利要求1所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述預抽真空單元包括限定預抽真空腔體的預抽真空殼體、以及設置在所述預抽真空殼體上的樣品架、傳樣桿和視窗，所述第一抽氣裝置為分子泵，用于對所述預抽真空腔體進行抽真空，所述樣品架用于支撐放置樣品的樣品托，所述傳樣桿用于將放置有樣品的樣品托傳送到所述器件制備單元，所述視窗用于對所述預抽真空腔體內部進行觀察。

3.如權利要求2所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述預抽真空單元還包括設置在所述預抽真空殼體上的烘烤光源和全量程真空規，所述烘烤光源用于對所述預抽真空腔體內進行烘烤除氣，所述全量程真空規用于監測所述預抽真空腔體內的氣壓。

4.如權利要求1所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述器件制備單元包括限定器件制備腔體的器件制備殼體、設置在所述器件制備殼體上的樣品架、機械手、加熱器、液氮冷臺、視窗、以及解離轉移裝置，所述第二抽氣裝置為離子泵，用于對所述器件制備腔體進行抽真空，所述樣品架用于支撐放置樣品的樣品托，所述機械手用于將放置有樣品的樣品托轉移到所述解離轉移裝置，所述加熱器用于加熱樣品，所述液氮冷臺用于冷卻樣品，所述視窗用于對所述器件制備腔體內部進行觀察。

5.如權利要求4所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述解離轉移裝置包括超高真空兼容的壓電陶瓷位移平臺組、磁性樣品臺以及用于固定樣品托的樣品托支架，所述壓電陶瓷位移平臺組包括用于支撐所述磁性樣品臺的旋轉壓電位移平臺和用于支撐所述支架的線性壓電位移平臺。

6.如權利要求1所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述電極蒸鍍和薄膜生長單元包括限定電極蒸鍍和薄膜生長腔體的電極蒸鍍和薄膜生長殼體、以及設置在所述電極蒸鍍和薄膜生長殼體上的樣品架、蒸鍍裝置、晶振膜厚測量儀和傳樣桿，所述第三抽氣裝置為分子泵，用于對所述電極蒸鍍和薄膜生長腔體進行抽真空，所述樣品架用于固定磁性樣品臺，所述蒸鍍裝置用于蒸鍍制作電極的金屬或者氧化物材料薄膜，所述晶振膜厚測量儀用于監控所述薄膜的厚度，所述傳樣桿用于實現所述磁性樣品臺在所述器件制備腔體與所述電極蒸鍍和薄膜生長腔體之間的轉移。

7.如權利要求1到6任一項所述的二維器件真空制備系統，其特征在于，所述監控單元包括視窗、自動對焦顯微鏡、工業照相機以及電子計算機，所述自動對焦顯微鏡帶有長工作距離物鏡，通過所述監控單元的所述視窗對樣品表面進行實時觀察，通過所述工業照相機拍攝圖像后保存到所述電子計算機。