[发明专利]一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置和方法

说明书

本发明提供了一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置和方法，涉及薄膜制备技术领域，能够通过一次实验制备出多种不同材料成分的均匀的薄膜样品，大大提高制备效率；该装置包括反应腔室，所述反应腔室内设有沉积台平板、驱动系统和溅射靶，所述溅射靶吊设在所述反应腔室的顶部；所述沉积台平板上设有若干旋转沉积微区单元，所述旋转沉积微区单元穿过所述沉积台平板，且与所述沉积台平板间可旋转的连接；所述旋转沉积微区单元与所述驱动系统连接，在所述驱动系统的动力驱动下实现同步旋转。本发明提供的技术方案适用于溅射制备薄膜的过程中。

【技术领域】

本发明涉及薄膜制备技术领域，尤其涉及一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置和方法。

【背景技术】

新材料的研发是一个复杂的过程，通常情况下，开发者一次只能制备一种成分单一的材料，并对其相关性能进行测试。这种以试错为特征的传统材料研究方法不仅耗时费力，严重制约了材料的研发速度，而且需要较高的研发费用。

鉴于此，必须探索更高效的实验方法。高通量实验方法的提出，可以在短时间内完成大量样品的制备与表征，从而大大提高新材料的研发速度。通常，高通量实验中组合材料薄膜样品的制备方法主要有共沉积薄膜法、分立模板镀膜法、连续模板镀膜法。就共沉积薄膜法而言，虽然可以通过磁控溅射共沉积技术，经过一次实验制备出大量不同成分的薄膜材料，但对于某一特定成分的薄膜材料来说，在相应区域内其成分并不均匀。此外，所制备的样品必须通过微区的高通量表征方式进行表征，并不适用于传统相对成熟的表征方式，适用性较差。

针对上述问题，有必要研究一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置和方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。

【发明内容】

有鉴于此，本发明提供了一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置和方法，能够通过一次实验制备出多种不同材料成分的均匀的薄膜样品，大大提高制备效率。

一方面，本发明提供一种高通量制备多组分均匀薄膜材料的装置，其特征在于，所述装置包括反应腔室，所述反应腔室内设有沉积台平板、驱动系统和溅射靶，所述溅射靶吊设在所述反应腔室的顶部；

所述沉积台平板上设有若干旋转沉积微区单元，所述旋转沉积微区单元底部穿过所述沉积台平板，且与所述沉积台平板间可旋转的连接；

所述旋转沉积微区单元与所述驱动系统连接，在所述驱动系统的动力驱动下实现同步旋转。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，每一个所述旋转沉积微区单元的底端均固定套设有第一传动齿轮，相邻的两个第一传动齿轮之间相互啮合；其中一个所述旋转沉积微区单元的底端还设有延长轴，所述延长轴上固定套设有第二传动齿轮，所述第二传动齿轮与所述驱动系统连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述旋转沉积微区单元包括样品台、粗转轴和细转轴；所述样品台水平设置，所述样品台的下表面与所述粗转轴的顶端固定连接，所述粗转轴的底端与所述细转轴的顶端固定连接；所述细转轴穿过所述沉积台平板，且与所述沉积台平板可旋转的连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述可旋转的连接为轴承连接，具体为：在所述沉积台平板内设置若干与所述细转轴对应的轴承，所述细转轴从所述轴承的中间孔穿过实现轴承连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述驱动系统包括驱动电机和驱动齿轮，所述驱动齿轮固定套设在所述驱动电机的电机轴上；所述驱动齿轮与所述第二传动齿轮啮合连接。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述驱动电机与所述反应腔室的内壁间相互绝缘。

如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述沉积台平板的下方设有若干用于支撑所述沉积台平板的支撑杆。