[实用新型]一种原位形貌和光学性能监控蒸发源及真空沉积设备

说明书

技术领域

 本实用新型涉及一种原位形貌和光学性能监控蒸发源，同时还涉及一种原位形貌和光学性能监控的真空沉积设备。

背景技术

薄膜材料在各个领域有着及其广泛的应用，如抗腐蚀、增透、光学透镜、微电子器件和光电子等等。就目前而言，人们发展了多种方法来制备薄膜材料，如真空热蒸发沉积、真空溅射、旋涂、提拉、喷射等等。对大多数光学和电子器件而言，其对所制作的薄膜要求极高，如均匀性、厚度控制、杂质浓度等。在所发展的技术中，真空沉积技术是一种常规的薄膜制作方法。其优点在于所制作的薄膜质量高、重现率高、可控性好、以及设备简单等。

就目前而言，真空蒸发沉积技术在半导体薄膜器件中的应用尤为广泛，比如说，分子束外延，有机小分子半导体真空沉积，以及常用的金属薄膜热蒸发及溅射等等。一般来讲，薄膜材料以及薄膜器件的性能跟生长过程关联密切。

目前商业化的蒸发源一般只有蒸发的功能，其所制备的材料只有通过后期的测量，比如说原子力显微镜、X-射线衍射仪、光学以及电学测量进行推演。由于沉积过程极其复杂，在很多情况下薄膜具有多层结构，所以事后测量并推演的方法非常困难，往往导致错误的结论。因此，原位观察在材料沉积中显得非常重要。

电子衍射技术是一个常用的用于原位观察晶体生长过程的技术，其基于单一能量的电子在晶体表面产生衍射来推导晶体表面结构的技术，并广泛应用于分子束外延以及有机分子在单晶表面自组织；其缺点在于所用的衬底必须导电，或者电子由于荷电作用无法到达样品表面。另外，所用的高能电子对材料可能由破坏，特别是有机材料，从而导致材料的性能劣化，甚至失效。这个技术只能得到表面结构信息，其他重要信息如形貌、光学性能无法得到；更重要一点是这个技术只能应用于晶体材料。进一步发展的电子衍射显微镜技术部分解决了电子衍射技术的不足，其可以进行形貌观察，并且得到不同非晶材料的衬度；但是所要求的导电衬底以及对材料的破坏性仍然限制其进一步推广到所有材料。因此，现有的真空沉积设备仍缺少对所沉积材料的表面进行直接观察的组件，不能实现晶体生长过程中原位形貌和光学性能的监控。

发明内容

本实用新型目的是为了克服现有技术的不足而提供一种能够对沉积材料进行原位形貌和光学性能监控蒸发源。

为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种原位形貌和光学性能监控蒸发源，它包括真空法兰、支撑于所述真空法兰任一侧面上的热屏蔽组件、嵌设于所述热屏蔽组件远离真空法兰一端的加热组件、内置于所述加热组件内的材料容器、安装于所述材料容器附近用于测量其温度的温度测量组件、分别与所述加热组件和温度测量组件相电连接且安装于真空法兰上的真空电连接器、与所述真空电连接器相连接的控制电源，所述的蒸发源还包括安装于热屏蔽组件内的显微镜，所述的真空法兰上设有与显微镜位置相对的观察窗口。

优化地，所述的蒸发源还包括设于光学组件，所述的光学组件靠近观察窗口且与热屏蔽组件位于真空法兰的不同侧。

优化地，所述的蒸发源还包括与光学组件相连接的成像组件。

进一步地，所述的蒸发源还包括与光学组件相连接的光谱仪、与光谱仪相连接的的探测器。

进一步地，所述的蒸发源还包括分别与光学组件相连接的光谱仪和成像组件、与光谱仪相连接的的探测器、分别与成像组件及探测器相连接的用于数据采集和数据处理的计算机系统。

优化地，所述观察窗口的材料为玻璃、石英或蓝宝石。

优化地，所述加热组件的数量为一个或多个，所述容器、温度测量组件、真空电连接器和控制电源的数量分别与加热组件的数量一致。

本实用新型还提供一种原位形貌和光学性能监控真空沉积设备，含有上述的蒸发源。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：本实用新型原位形貌和光学性能监控蒸发源，通过在热屏蔽组件内设置显微镜并且真空法兰上设有与显微镜位置相对的观察窗口，能够在沉积蒸发材料的同时实时监控沉积材料在衬底表面形貌和光学性能。

附图说明

附图1为本实用新型原位形貌和光学性能监控蒸发源的结构示意图；

附图2为附图1的侧视图；

附图3为本实用新型实施例1中原位形貌和光学性能监控蒸发源的结构示意图；

附图4为本实用新型实施例2原位形貌和光学性能监控蒸发源的结构示意图；

附图5为本实用新型实施例3原位形貌和光学性能监控蒸发源的结构示意图；