[发明专利]用于脉冲激光沉积的装置以及具有基板表面的基板

说明书

本发明涉及一种用于脉冲激光沉积的装置和具有基板表面的基板，该装置包括：基板保持器，用于保持基板；靶，该靶布置成面向基板的基板表面；速度过滤器，该速度过滤器布置在基板和靶之间，该速度过滤器包括旋转体，该旋转体有至少一个过滤器通道开口；脉冲激光，该脉冲激光在靶点处朝向靶，用于产生靶材料的等离子体羽流，其中，在靶点处的靶表面面对基板表面；以及等离子体孔板，该等离子体孔板布置在靶和基板之间，该等离子体孔板有等离子体通道开口，其中，等离子体通道开口由分割平面分成上游部分和下游部分，该分割平面垂直于速度过滤器的旋转方向，靶点与该分割平面重合，且上游部分的表面面积大于下游部分的表面面积。

技术领域

本发明涉及一种用于脉冲激光沉积的装置和一种具有基板表面的基板，该装置包括：

-基板保持器，用于保持基板；

-靶，该靶布置成面向基板的基板表面；

-速度过滤器，该速度过滤器布置在基板和靶之间，该速度过滤器包括旋转体，该旋转体有至少一个过滤器通道开口；

-脉冲激光，该脉冲激光朝向在靶点处的靶，用于产生靶材料的等离子体羽流，其中，在靶点处的靶的表面面向基板表面。

背景技术

这种装置例如由EP2410074已知。在该文献中表示了用于脉冲激光沉积的装置(PLD)，其中，速度过滤器布置在靶和基板之间，以通过将这些颗粒捕获在旋转的速度过滤器的一个叶片上而扫除尾随等离子体羽流的颗粒。

当靶在靶点处由脉冲激光束击中时，靶材料的一部分将蒸发，并产生靶材料的等离子体羽流。该等离子体羽流具有细长形状，它的主方向垂直于在靶点处的靶表面。除了产生的等离子体羽流之外，在PLD处理过程中还能够产生颗粒，例如从靶上脱离的颗粒，这些颗粒将沿任何方向散射。靶点能够认为是这些颗粒的点源。

通过根据EP2410074的装置，速度过滤器试图尽可能多地捕获这些散射的颗粒。不过，与具有沿与速度过滤器的旋转方向相反方向的方向分量的颗粒相比，具有沿与速度过滤器的旋转方向相同方向的方向分量的颗粒将具有相对较长的时间来在过滤器叶片之间通过速度过滤器。因此，速度过滤器仍然使得特定量的颗粒通过，这将对基板上的沉积质量产生负面影响。

发明内容

本发明的目的是减少或者甚至消除上述缺点。

该目的通过根据前序部分的装置来实现，该装置的特征在于，等离子体孔板布置在靶和基板之间，该等离子体孔板有等离子体通道开口，其中，等离子体通道开口通过分割平面而分成上游部分和下游部分，该分割平面垂直于速度过滤器的旋转方向，靶点与该分割平面重合，且上游部分的表面面积大于下游部分的表面面积。

根据本发明应当理解，在速度过滤器的旋转方向上看，下游部分布置成超过上游部分。

等离子体孔板提供了颗粒的基本过滤，因为颗粒只能通过等离子体通道开口而通过等离子体孔板，并将由板自身阻挡/过滤。

因为靶点能够认为是颗粒的点源，所以具有与速度过滤器的旋转方向相同方向的方向分量的颗粒将朝向等离子体通道开口的下游部分，而具有与旋转方向相反的方向分量的颗粒将朝向上游部分。

由于旋转方向，朝向上游部分的颗粒将比朝向下游部分的颗粒更快地遇到速度过滤器。朝向下游部分的颗粒具有相对较长的时间来通过速度过滤器。因此，与朝向下游部分的颗粒相比，朝向上游部分的更多颗粒由速度过滤器来过滤。

为了补偿这种差异，等离子体通道开口在上游侧比在下游侧更大，使得在下游侧的等离子体孔板将更有助于过滤颗粒。

因为等离子体通道孔的下游部分有更小的表面面积，所以等离子体羽流的一部分也可能被等离子体孔板阻挡。这将降低在基板上的沉积速率，但是，等离子体孔板和速度过滤器的过滤显著增加的优点比该缺点更重要。