[发明专利]用于脉冲激光沉积的装置

说明书

本发明涉及一种用于脉冲激光沉积的装置，包括具有基板表面的基板和具有靶表面的靶，还包括：基板保持器，用于保持基板；靶保持器，用于保持靶，靶有面对基板表面的靶表面；速度过滤器，其布置在基板保持器和靶保持器之间，速度过滤器包括旋转的大致盘形本体，本体有旋转轴线，并有至少一个过滤器通道开口，过滤器通道开口从旋转本体的一个轴向表面延伸至另一轴向表面；及脉冲激光，脉冲激光在靶点处引导至靶上，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，当沿与靶点处的靶表面垂直的方向看时，至少一个过滤器通道开口的通路与靶点重合，至少一个过滤器通道开口沿平行于旋转本体的旋转轴线的方向从靶至基板渐缩。

技术领域

本发明涉及一种用于脉冲激光沉积的装置、具有基板表面的基板和具有靶表面的靶，该装置包括：

-基板保持器，用于保持基板；

-靶保持器，用于保持靶，该靶有面对基板表面的靶表面；

-速度过滤器，该速度过滤器布置在基板保持器和靶保持器之间，该速度过滤器包括旋转的大致盘形本体，该本体有旋转轴线，并有至少一个过滤器通道开口，该过滤器通道开口从旋转本体的一个轴向表面延伸至另一轴向表面；以及

-脉冲激光，脉冲激光在靶点处引导至靶上，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，

其中，当沿与靶点处的靶表面垂直的方向看时，该至少一个过滤器通道开口的通路与靶点重合。

背景技术

这种装置例如由EP3587620已知。在该文献中介绍了一种具有大致盘形本体的速度过滤器，该速度过滤器滤除当由靶材料产生等离子体羽流时形成为不希望的副产物的颗粒。而且，等离子体板设置在速度过滤器和基板之间，以便通过设置成形通道开口而局部成形通过速度过滤器的任何颗粒和等离子体羽流。缺点是等离子体羽流的一部分由等离子体板阻碍，并在成形通道开口的边缘周围沉积在等离子体板上。

发明内容

本发明的目的是减少上述缺点。

根据本发明，该目的通过根据前序部分的装置来实现，其特征在于，该至少一个过滤器通道开口沿与旋转本体的旋转轴线平行的方向从靶至基板逐渐变细。

当脉冲激光击中靶时，将产生羽流，该羽流包括高速等离子体以及不希望的粒子，该粒子的速度低得多。通过控制速度过滤器的位置和速度，过滤器通道开口能够定位成使得等离子体羽流将从靶表面通过过滤器通道开口喷射至基板表面上。由于不希望的颗粒慢得多，所以过滤器通道开口还将已经运动，从而使得大量的颗粒将沉积在旋转的盘形本体上。

进入过滤器通道开口的颗粒将与锥形开口的壁接触，并将沉积在通道开口的壁上。由于等离子体的速度高得多，因此等离子体将通过通道开口的锥形壁成形为更小和更浓缩的羽流。更浓缩的等离子体羽流能够更准确地沉积在基板上。

可以相信，等离子体将从锥形壁反弹，而不希望的颗粒将粘附在锥形壁上。

在根据本发明的装置的优选实施例中，相对于旋转本体的旋转轴线，过滤器通道开口的上游壁部分(沿旋转本体的旋转方向)的锥角小于过滤器通道开口的下游壁部分的锥角。

旋转本体以高速旋转，同时脉冲激光产生等离子体羽流，该等离子体羽流穿过过滤器通道开口。考虑到上游壁部分和下游壁部分在静止视图中(即相对于旋转本体自身)具有相等的锥角。然后，由于旋转本体以及(因此)过滤器通道开口的高速度，上游壁部分将相对于穿过过滤器通道开口的等离子体羽流具有更大角度。类似地，下游壁部分将相对于等离子体羽流具有更小角度。因此，在该优选实施例中，过滤器通道开口的上游壁部分(沿旋转本体的旋转方向)的锥角小于过滤器通道开口的下游壁部分的锥角。这保证尽管旋转本体和过滤器通道开口的高速度，等离子体羽流仍将以与上游壁部分和下游壁部分基本相等的锥角经过该过滤器通道开口。