[发明专利]高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置及方法

权利要求书

1.一种高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置，其特征在于：包括基体(1)、激光器(2)、激光加热器(3)、镀膜设备(4)、夹持样品杆(5)、红外测温仪(6)、减薄设备(7)、微结构表征腔(8)、微结构测试样品杆(9)和插板，其中，基体(1)置于镀膜设备(4)的夹持样品杆(5)上，激光器(2)、激光加热器(3)和红外测温仪(6)分别安装在镀膜设备(4)上，镀膜设备(4)、减薄设备(7)、微结构表征腔(8)依次顺序通过插板连接，微结构表征腔(8)中安装有微结构测试样品杆(9)。

2.根据权利要求1所述的高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置，其特征在于：所述镀膜设备(4)采用双靶位，基体(1)位于镀膜设备(4)的被溅射靶位的正上方；激光加热器(3)作用在基体(1)的背面，热辐射方式为均匀加热，并通过红外测温仪(6)进行监控温度。

3.根据权利要求1所述的高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置，其特征在于：所述减薄设备(7)内置检测器、液态镓金属源、电场加速配件；微结构表征腔(8)内设置场发射电子枪、聚光镜镜组、聚光镜光阑、物镜光阑、选区光阑、加速管、成像与放大系统。

4.根据权利要求1所述的高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置，其特征在于：所述夹持样品杆(5)能够拆卸，且夹持样品杆(5)中心区域可以再次拆卸置于微结构测试样品杆(9)上，夹持样品杆(5)固定夹持的物品形状为片状，尺寸为10*10mm；基体(1)尺寸为10*10mm，厚度为100-900um。

5.根据权利要求1所述的高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置，其特征在于：所述插板包括插板一(10)和插板二(11)，其中，插板一(10)连接镀膜设备(4)和减薄设备(7)，插板二(11)连接减薄设备(7)和微结构表征腔(8)；减薄设备(7)和微结构表征腔(8)通过机械泵和分子泵保持真空状态。

6.应用权利要求1所述的高通量薄膜制备并原位微结构表征的装置的方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：衬底基体清洗干净，将基体(1)先放入拆卸下来的夹持样品杆(5)中，然后将夹持样品杆(5)放入镀膜设备(4)腔体中，镀膜设备(4)腔体中有掩膜板一和掩膜板二，采用PLC自动控制掩膜板一和掩膜板二移动，使薄膜样品在横向上成分梯度分布，在纵向上厚度梯度分布；

S2：将S1制备的具有成分梯度和厚度梯度分布的薄膜，与夹持样品杆(5)一起原位传入减薄设备(7)中进行减薄处理，将衬底全部轰击掉之后，再传入微结构表征腔(8)中，将夹持样品杆(5)上的减薄薄膜采用机械化方式置入微结构测试样品杆(9)中，然后微结构表征腔(8)中的电子束发射源发射电子对高通量薄膜进行微结构的表征。