一種電子轟擊蒸發(fā)源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超高真空設(shè)備的薄膜生長領(lǐng)域，特別涉及一種電子轟擊蒸發(fā)源。
【背景技術(shù)】
[0002]超高真空技術(shù)目前已經(jīng)是表面科學(xué)、半導(dǎo)體應(yīng)用、高能粒子加速器、核聚變研究裝置和宇宙開發(fā)領(lǐng)域不可或缺的技術(shù)。應(yīng)用超高真空技術(shù)，需要在超高真空系統(tǒng)中進(jìn)行。
[0003]超高真空中的薄膜生長，可分為物理方式成膜和化學(xué)方式成膜。物理方式成膜是指在真空環(huán)境中加熱固體原料，固體原料蒸發(fā)或升華后，沉積在一定溫度的襯底上，實(shí)現(xiàn)薄膜生長。物理方式蒸發(fā)固體原料的手段主要有:電阻加熱、電子轟擊加熱、脈沖激光照射加熱、分子束外延、磁控派射。
[0004]電子轟擊加熱成膜是將樣品(固體或粉末)放置到坩禍內(nèi)部。對(duì)其加正高壓，其與燈絲之間便形成電壓差。因?yàn)閴翰顦O大，致使燈絲大量放電，電子高速運(yùn)動(dòng)，轟擊至坩禍外表面，通過熱傳導(dǎo)，使其內(nèi)部樣品受熱，當(dāng)溫度達(dá)到樣品的熔點(diǎn)后，部分樣品開始融化；當(dāng)溫度達(dá)到樣品的沸點(diǎn)后，樣品開始?xì)饣瑲饣臉悠酚龅綔囟容^低的襯底時(shí)，便凝華成膜，附著在襯底表面。該手段特別適合蒸鍍Pt、Rh、Mo、W等高熔點(diǎn)金屬。根據(jù)蒸鍍樣品材料的不同，坩禍所用材料的也要有所變化。
[0005]電子轟擊蒸發(fā)源，是在真空環(huán)境中用高能量的電子轟擊坩禍，坩禍再以熱傳導(dǎo)的方式對(duì)其內(nèi)部樣品進(jìn)行加熱。因?yàn)椴捎玫氖菬醾鲗?dǎo)的方式，故勢必會(huì)造成一定異向的熱傳導(dǎo)和熱輻射，即熱量未能傳遞至樣品，而損失在其它非關(guān)鍵裝置上，所以最大限度的減少熱損失是提高電子轟擊效率的關(guān)鍵因素之一；再次，電子轟擊蒸發(fā)源的難點(diǎn)還在于坩禍的絕熱、材料蒸鍍后的導(dǎo)向，這些均是成膜速率和成膜效果的關(guān)鍵因素，對(duì)造價(jià)極高的樣品，材料蒸鍍后的導(dǎo)向問題更是顯得尤為重要；此外，如何通過測量蒸鍍導(dǎo)管上微電流的變化，精確地控制坩禍所加的高壓和加熱位置也是電子轟擊蒸發(fā)源的難點(diǎn)之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是為解決上述問題，提供一種電子轟擊蒸發(fā)源，結(jié)構(gòu)合理，避免裝置自身對(duì)薄膜的污染，加熱速率可控，操作簡單。
[0007]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種電子轟擊蒸發(fā)源，其特征在于:電子轟擊蒸發(fā)源主體包括無氧銅外罩，其內(nèi)部安裝有高壓蒸發(fā)棒，高壓蒸發(fā)棒上套裝有夾具，夾具之間安裝有穩(wěn)定陶瓷，穩(wěn)定陶瓷上套裝有與無氧銅外罩相連的無氧銅導(dǎo)向環(huán)，高壓蒸發(fā)棒的后端連接加高壓基座，高壓蒸發(fā)棒的前端連接坩禍，坩禍一側(cè)安裝有燈絲，燈絲的兩端分別與六針電極及屏蔽罩、上蓋板相連，上蓋板的后端與無氧銅外罩的前端相連，上蓋板的前端導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)通過銅質(zhì)導(dǎo)向管連接微電流檢測機(jī)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步地，所述電子轟擊蒸發(fā)源主體包括高壓蒸發(fā)棒的前端通過坩禍連接件與坩禍相連，高壓蒸發(fā)棒的后端連接螺旋直線導(dǎo)入器的前端，螺旋直線導(dǎo)入器的后端連接加高壓基座，燈絲纏繞棒與上蓋板相連，燈絲纏繞棒上纏繞有燈絲，燈絲穿過電極穿線管后與六針電極及屏蔽罩相連。
[0009]進(jìn)一步地，所述坩禍為鉬坩禍。
[0010]進(jìn)一步地，所述上蓋板與無氧銅外罩、銅質(zhì)導(dǎo)向管之間均為螺紋連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)包括銅質(zhì)導(dǎo)向管的后端與上蓋板的前端相連，銅質(zhì)導(dǎo)向管上套裝有陶瓷發(fā)射絕緣管，陶瓷發(fā)射絕緣管上套裝有蒸發(fā)導(dǎo)向管，蒸發(fā)導(dǎo)向管前端連接擋片。
[0012]進(jìn)一步地，所述銅質(zhì)導(dǎo)向管的長度為32~42mm。
[0013]進(jìn)一步地，所述微電流檢測機(jī)構(gòu)包括微電流檢測管的后端與銅質(zhì)導(dǎo)向管的前端相連，微電流檢測管與測電流絕緣線的前端連接，測電流絕緣線的后端與六針電極及屏蔽罩相連。
[0014]進(jìn)一步地，所述六針電極及屏蔽罩、水冷雙層管、波紋管式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器、螺旋直線導(dǎo)入器分別通過中轉(zhuǎn)腔室與法蘭相連，水冷雙層管伸入到無氧銅外罩的前端，法蘭與電子轟擊蒸發(fā)源主體之間分別連接高壓蒸發(fā)棒、電極穿線管、測電流絕緣線及波紋管式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器的旋轉(zhuǎn)中心軸，旋轉(zhuǎn)中心軸伸入無氧銅外罩的內(nèi)部與擋片相連。
[0015]進(jìn)一步地，所述無氧銅外罩的直徑為32~38mm。
[0016]本實(shí)用新型與同類產(chǎn)品相比，有益效果如下:
[0017]I)高壓蒸發(fā)棒外圍加裝了穩(wěn)定陶瓷和夾具，大大降低不必要的熱傳導(dǎo)和熱輻射，提高了電子轟擊的熱效率，使其位置穩(wěn)定，同軸度優(yōu)異，既能減少樣品材料的蒸鍍損耗，又能使微電流的檢測裝置測量更加靈敏、準(zhǔn)確，提高成膜的速率及成膜的質(zhì)量；
[0018]2)銅質(zhì)導(dǎo)向管的前端為蒸發(fā)導(dǎo)向管，蒸發(fā)導(dǎo)向管連接測電流絕緣線，通過測量導(dǎo)線上微電流的大小和變化，便可了解材料的蒸鍍情況，并可據(jù)此來調(diào)整對(duì)坩禍所加正電壓的尚低；
[0019]3)裝置主體的無氧銅外罩在不損失功能的前提下其直徑非常小巧，節(jié)省了抽真空所消耗的能量；
[0020]4)選用鉬作為坩禍的材料，擴(kuò)大了可蒸鍍材料的范圍；
[0021]5)銅質(zhì)導(dǎo)向管外側(cè)安裝有陶瓷導(dǎo)向絕緣管，實(shí)驗(yàn)的安全性好；
[0022]6)裝置后端安裝有螺旋直線導(dǎo)入器，可以準(zhǔn)確控制電子轟擊的位置，使得加熱位置，總處在熱傳導(dǎo)最高效、蒸鍍速率最快的位置上；
[0023]7)裝置后端安裝有波紋管式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器，可以自由控制擋片的開合，有效地解決了，襯底上成膜完成，而坩禍的余熱還在對(duì)樣品進(jìn)行蒸鍍的情況，使得成膜的開始與停止都變得簡單可控，將實(shí)驗(yàn)難度降到了最低；
[0024]8)加裝水冷裝置，使得該裝置的產(chǎn)熱可以在自身進(jìn)行循環(huán)，減少對(duì)其他腔室的影響；
[0025]9)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，安裝以及拆卸容易。
【附圖說明】
[0026]圖1是一種電子轟擊蒸發(fā)源的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是一種電子轟擊蒸發(fā)源的電子轟擊蒸發(fā)源主體剖視圖。
[0028]圖中:1.測電流真絕緣線；2.電子轟擊蒸發(fā)源主體；3.高壓蒸發(fā)棒；4.旋轉(zhuǎn)中心軸；5.電極穿線管(多段陶瓷管組成)；6.法蘭；7.中轉(zhuǎn)腔室；8.水冷雙層管；9.波紋管式旋轉(zhuǎn)導(dǎo)入器；10.六針電極及屏蔽罩；11.螺旋直線導(dǎo)入器；12.加高壓基座；13.擋片；14.蒸發(fā)導(dǎo)向管；15.微電流檢測管；16.陶瓷發(fā)射絕緣管；17.上蓋板；18.銅質(zhì)導(dǎo)向管；19.燈絲纏繞棒；20.坩禍；21.無氧銅外罩；22.坩禍連接件；23.穩(wěn)定陶瓷；24.夾具；25.無氧銅導(dǎo)向環(huán)；26.燈絲。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不局限于具體實(shí)施例。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1-圖2所示的一種電子轟擊蒸發(fā)源，電子轟擊蒸發(fā)源主體2包括電子轟擊蒸發(fā)源主體2的前部通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)連接微電流檢測機(jī)構(gòu)，直徑為32_的無氧銅外罩21的內(nèi)部安裝有高壓蒸發(fā)棒3，高壓蒸發(fā)棒3的前端通過坩禍連接件22與鉬質(zhì)的坩禍20相連，高壓蒸發(fā)棒3的后端連接螺旋直線導(dǎo)入器11的前端，螺旋直線導(dǎo)入器11的后端連接加高壓基座12，實(shí)現(xiàn)高壓蒸發(fā)棒3與加高壓基座12的前后驅(qū)動(dòng)。高壓蒸發(fā)棒