[发明专利]脉冲激光沉积系统及其薄膜制备方法

说明书

本发明涉及薄膜制造技术领域，尤其涉及一种脉冲激光沉积系统及其薄膜制备方法。所述脉冲激光沉积系统包括激光器、真空腔、基片加热台、抽真空设备和气氛气体通入设备，还包括靶材挡板、厚度测试模块、薄膜参数测试模块和计算机设备，所述计算机设备用于设置薄膜制备参数并对应控制薄膜制备环境、以及根据所述厚度测试模块测试的薄膜的沉积速率和所述薄膜参数测试模块测试的已沉积薄膜的参数数据调整薄膜的制备参数。通过控制基片加热台和靶材转盘转动而切换基片和靶材，并根据测试的薄膜沉积速率和已沉积薄膜的参数数据调整优化膜的制备参数，降低了薄膜制备的时间和成本，提升了薄膜制备的工作效率和控制便捷性。

技术领域

本发明涉及薄膜制造技术领域，尤其涉及一种脉冲激光沉积系统及其薄膜制备方法。

背景技术

现有脉冲激光沉积系统(Pulsed Laser Deposition，PLD)在制造薄膜时，在基片沉积薄膜后需要等待冷却和手动更换基片，并不能连续制备多个样品，实现材料的高通量制备，且不能实时检测薄膜的沉积速率和优化调整薄膜制备参数，导致现有脉冲激光沉积系统薄膜制备的工作效率和控制便捷性不佳。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种脉冲激光沉积系统及其薄膜制备方法，解决现有脉冲激光沉积系统薄膜制备的工作效率和控制便捷性不佳的技术问题。

根据本发明的实施例，提供一种脉冲激光沉积系统，包括激光器、真空腔、基片加热台、抽真空设备和气氛气体通入设备，还包括靶材挡板、厚度测试模块、薄膜参数测试模块和计算机设备，所述靶材挡板设置在所述基片加热台正下方，所述靶材挡板设置有可正对靶材的靶材孔，所述计算机设备用于设置薄膜制备参数并对应控制薄膜制备环境、以及根据所述厚度测试模块测试的薄膜的沉积速率和所述薄膜参数测试模块测试的已沉积薄膜的参数数据调整薄膜的制备参数。

优选的，所述基片加热台包括转动驱动机构，用于驱动所述基片加热台绕轴心转动，以切换不同基片正对所述靶材挡板上的靶材孔。

优选的，所述基片加热台为环形圆台，多个基片可通过粘贴或安装均匀地固定在所述基片加热台底面上。优选的，所述靶材挡板在远离所述靶材孔一端设置有的测试缺口，所述薄膜参数测试模块设置在所述缺口位置以测试已沉积薄膜的薄膜参数。

优选的，所述厚度测试模块为晶振测试模块，所述的薄膜参数测试模块为高能电子衍射模块。

优选的，所述晶振测试模块包括晶振单元、连接杆和转轴，所述晶振单元设置在所述连接杆末端并可沿着所述转轴水平转动，以使所述晶振单元移动到薄膜沉积位置。

优选的，所述的脉冲激光沉积系统还包括安装多个靶材的靶材转盘，所述靶材转盘可转动以切换不同靶材正对所述靶材挡板上的靶材孔并被所述激光器的脉冲激光45度入射。

优选的，所述靶材挡板可以上下移动以调节所述靶材挡板与所述基片加热台的距离。

根据本发明另一个实施例，还提供一种上述脉冲激光沉积系统的薄膜制备方法，包括：控制计算机设备设置薄膜制备参数，并对应控制薄膜制备环境进行薄膜沉积；控制厚度测试模块移动到薄膜沉积位置并测试薄膜的沉积速率；控制薄膜参数测试模块测试的已沉积薄膜的参数数据；以及控制计算机设备根据所述厚度测试模块测试的薄膜的沉积速率和所述薄膜参数测试模块测试的已沉积薄膜的参数数据调整薄膜的制备参数。

优选的，在所述控制薄膜制备环境进行薄膜沉积之后，还包括：当薄膜沉积完成后，控制切换靶材和基片以沉积新的薄膜。

优选的，所述控制计算机设备设置薄膜制备参数并对应控制薄膜制备环境进行薄膜沉积，包括：控制计算机设备设置薄膜制备参数；将多个基片固定在所述基片加热台上，并安装多个靶材；控制特定靶材正对靶材挡板的靶材孔；以及控制激光器产生脉冲激光对所述特定靶材轰击进行薄膜沉积。

优选的，所述薄膜制备参数包括薄膜成分、薄膜厚度、沉积温度、沉积气氛气体和真空度。