[发明专利]组合薄膜制备方法及装置

说明书

公开了一种组合薄膜制备方法及装置，方法包括：在靶台上安装至少一个靶材，在基片台上安装基片；采用至少一个激光束轰击所述靶材以产生沉积物；控制所述激光束在扫描路径上的扫描速率以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间，以此控制所述靶材的对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，在所述基片上形成厚度沿所述基片表面任一方向变化的薄膜。本发明提供的组合薄膜制备方法，通过精确控制激光束在扫描路径上的扫描速率，可以提高组合薄膜的厚度均匀性，保证不同沉积区域化学组分精细可控，进而提高薄膜性能。

技术领域

本发明涉及薄膜沉积技术领域，特别涉及一种组合薄膜制备方法及装置。

背景技术

组合薄膜(Combinatorial films)是由不同组分构成的薄膜，通过对前驱材料的选取可获得具有各种功能的薄膜，例如超导、铁电、介电等拥有丰富相变的材料。因其材料相图丰富，应用前景广阔，也已成为业内关注的重点。现有技术中常采用组合激光分子束外延技术制备组合薄膜，组合激光分子束外延技术采用不同材料制成的靶材，通过准分子激光轰击相应的靶材，溅射出相应的前驱组分，从而使前驱组分沉积在基片上。通过依次对不同材料的靶材进行周期性溅射，使基片上形成组合薄膜。

现有技术中，通常通过掩膜控制激光束照射靶材形成的羽辉体与基片之间的沉积时间，来控制基片不同沉积区域的薄膜沉积。但采用这种方式沉积组合薄膜时，对于大尺寸的组合薄膜的沉积存在膜厚分布不均匀的情况。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种组合薄膜制备方法及装置，通过控制激光束在靶材表面的扫描路径上的扫描速率的变化情况，来控制基片不同沉积区域的沉积时间，进而精确控制薄膜厚度的生长情况，提高组合薄膜的厚度均匀性。

根据本发明的一方面，提供一种组合薄膜的制备方法，包括：在靶台上安装至少一个靶材，在基片台上安装基片；采用至少一个激光束轰击所述靶材以产生沉积物；控制所述激光束在扫描路径上的扫描速率以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间，以此控制所述靶材的对应成分在所述基片不同沉积区域上的沉积物含量，在所述基片上形成厚度沿所述基片表面任一方向变化的薄膜。

可选地，控制所述激光束在扫描路径上的扫描速率以改变所述基片不同沉积区域的沉积时间的步骤之后还包括：更换靶材，重复上述沉积过程，从而在所述基片上形成多个不同的靶材的沉积物以获得组合薄膜。

可选地，所述靶台上安装有多个靶材，多个靶材分别对应所述基片的至少一部分沉积区域，相邻靶材之间通过掩模板相互隔离。

可选地，所述激光束的扫描路径对应所述基片的半径或直径时，控制所述激光束在所述扫描路径上的扫描速率逐渐增大和/或逐渐减小。

可选地，所述基片上沉积物的含量沿所述基片的半径或直径连续变化。

可选地，所述激光束的扫描路径对应所述基片的直径时，控制所述激光束在所述扫描路径上的扫描速率逐渐增大或逐渐减小。

可选地，所述基片沿中心旋转，以改变所述多个靶材对应的沉积区域。

可选地，所述基片沿中心旋转的运动规律包括运动方向和运动速度，所述运动方向包括：顺时针转动、逆时针转动；所述运动速度包括：匀速转动、非匀速转动。

可选地，所述激光束的扫描路径沿所述基片表面的至少一个方向。

可选地，所述激光束在所述扫描路径上的扫描速率的变化规律至少包括增大和减小中的一个。

可选地，所述至少一个激光束包括多个激光束，在所述多个靶材中的相应靶材处于与所述基片相对的溅射位置的情形下，所述多个激光束交替轰击或同时轰击所述相应靶材。