[发明专利]一种脉冲激光沉积与分子束外延联用镀膜设备及其应用

摘要

本发明公开了一种脉冲激光沉积与分子束外延联用镀膜设备及其应用。本发明通过在MBE蒸发源的中间区域增加可以公转和自转的靶材托盘，放置PLD镀膜所需的靶材；增加一台高性能的固体激光器，同时在MBE生长室腔体的恰当位置增加一个石英窗口，引入波长为150‑355nm的高能激光蒸镀靶材。它是PLD和MBE的结合体，同时具有PLD和MBE的功能和优点；它既可以当做PLD或者MBE单独使用，也可以实现PLD和MBE的联用；可用于薄膜的外延生长和薄膜器件的制造，特别是量子阱结构太阳能电池、LED、LD。与现有技术相比，本发明具有生长工艺简单，制备成本低廉，应用范围广的优点。

主权项

一种脉冲激光沉积与分子束外延联用镀膜设备，其包括生长室腔体；其特征在于：在生长室腔体下方的中心位置设有一个基座，在基座上设有1‑6个均匀布置的用于放置靶材的转盘，所述基座及转盘分别由驱动机构带动旋转，使得靶材即能随基座公转又能随转盘自转；在生长室腔体的下侧壁上还设有若干个均匀分布的MBE蒸发源；在生长室腔体的下侧壁或底壁上还设有分别与机械泵和分子泵连接的阀门，以便机械泵和分子泵对生长室抽真空；在生长室腔体的中下方的位置设有辅助气体管道及RF附件，用于在镀膜过程中及时补充O或N的等离子体；在生长室腔体的中上方的位置设有反射高能电子衍射仪，用于实时监控薄膜的生长；在生长室腔体的上侧壁或顶壁上设有一个石英窗口，在生长室腔体旁边对应石英窗口的位置设有高能固体激光器，由高能固体激光器提供150‑355nm的高能激光透过石英窗口照射入生长室腔体的内部；在生长室腔体上方的中央位置安装有激光测距仪、步进电机以及安装于步进电机的输出轴上的用于固定衬底的衬底架，在衬底架上还设有红外线加热器；激光测距仪的信号输出端与步进电机的信号输入端连接，由激光测距仪检测靶材和衬底之间的距离，步进电机的控制器依据激光测距仪测得的距离，驱动步进电机带动衬底架移动，从而调节靶材和衬底之间的距离。