组分渐变薄膜的蒸发装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种组分渐变薄膜的蒸发装置及方法，涉及组分渐变薄膜的蒸发沉积的技术领域；它包括蒸发源、能够旋转和加热的基片台、被蒸发的基片和薄膜蒸发速率监控仪，其中，蒸发源为一个以上的蒸发源，薄膜蒸发速率监控仪为一个以上的与蒸发源相对应的薄膜蒸发速率监控仪，在各蒸发源之间设置有中间隔板；蒸发源包括普通的热蒸发、电子束蒸发、激光蒸发等；各个蒸发源蒸发的变化速率可以是连续的，也可以是阶梯状变化的；本发明专利技术的组分渐变薄膜的蒸发装置及方法，技术相对简单，适用性广，不需要增加附加设备；操作灵活方便，只要更换被蒸发材料即可；与溅射法相比，组分变化截面可任意控制，整个工艺过程容易控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于薄膜
，特别涉及一种组分渐变薄膜的蒸发沉积的

技术介绍
组分渐变薄膜可以发挥各种材料的特性，构成所需要的膜结构。在场发射薄膜中，薄膜的上下表面所需的电子亲和势相差很大，往往需要不同的材料组成。如果用多层薄膜结构，将在其中形成多个界面，影响薄膜的总体特性。组分渐变薄膜可以克服上述问题，形成连续变化的膜结构，消除界面影响。产生组分渐变薄膜的工艺方法很多，包括磁控溅射、分子束外延、化学气相沉积等方法。采用直流磁控溅射法得到大面积的渐变薄膜，需要特殊制作的溅射靶，而且薄膜成分的变化规律不容易控制。分子束外延适用于小面积基片。化学气相沉积法中，由于需要改变气体成分，不适用于连续生产中。
技术实现思路
针对上述现有技术中存在的缺点，本专利技术所要解决的技术问题是提供一种技术简单可靠，适应性广，工艺过程容易控制的。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的一个技术方案，提供的组分渐变薄膜的蒸发装置，包括蒸发源、能够旋转和加热的基片台、被蒸发的基片和薄膜蒸发速率监控仪，其中，所述的蒸发源为一个以上的蒸发源，所述的薄膜蒸发速率监控仪为与蒸发源相对应的一个以上的薄膜蒸发速率监控仪，在各蒸发源之间设置有中间隔板；所述的蒸发源包括普通的热蒸发源、电子束蒸发源、激光蒸发源等；各个蒸发源蒸发的速率是变化的，而且变化速率可以是连续的，也可以是阶梯状变化的；在整个蒸发过程中，基片台的旋转圈数应大于50圈/分钟，以保证薄膜的均匀性。为了解决上述技术问题，根据本专利技术的另一个技术方案，提供的两种组分渐变薄膜的蒸发方法，在两个蒸发源开始蒸发时，一个蒸发源的蒸发速率从设定的最高值变化到零，另一个蒸发源的蒸发速率从零变化到设定的最高值；所述的蒸发源蒸发的速率变化可以是阶梯状变化的，也可以是连续的。本专利技术提供的具有如下特点技术相对简单可靠，适用性广，可以沉积各种可以蒸发的薄膜，而且不需要增加附加设备；操作灵活方便，只要更换被蒸发材料即可；与溅射法相比，组分变化截面可以任意控制，即整个工艺过程容易控制，只需要在蒸发过程中控制各个蒸发源蒸发速率的变化，就可以达到沉积渐变薄膜的目的。以下结合附图说明对本专利技术的实施作进一步详细描述。附图说明图1为本专利技术的组分渐变薄膜的蒸发装置的结构示意图。具体实施例方式参见图1所示，在本专利技术的实施例中，组分渐变薄膜的蒸发装置包括蒸发源、能够旋转和加热的基片台14、被蒸发的基片15和薄膜蒸发速率监控仪，其中，蒸发源为两个蒸发源11、12，薄膜蒸发速率监控仪为与蒸发源相对应的两个薄膜蒸发速率监控仪16、17，在两个蒸发源之间设置有中间隔板13；中间隔板13是为了两个蒸发源能分别监控，因此放置的位置和高度都需要调整，以保证基片完全在两个蒸发源的辐射范围中，同时监控仪分别只在一个蒸发源的辐射范围内；图中虚线表示蒸发束。在本专利技术的其它实施例中，蒸发源也可以是三个，或者更多；在本实施例中，所述的蒸发源是电子束蒸发源，在本专利技术的其它实施例中，蒸发源也可以是普通的热蒸发源、激光蒸发源等；所述的各个蒸发源蒸发的速率是变化的，在本实施例中，其变化速率是阶梯状变化的，阶梯状变化的渐变薄膜，虽然存在很多界面，但由于各界面两侧材料组分变化很小，与连续变化的薄膜没有本质的差别；而且蒸发阶梯状变化的薄膜，控制方法相对简单；在本专利技术的其它实施例中，变化速率也可以是连续的；在整个蒸发过程中，本实施例中的基片台的旋转圈数为60圈/分钟，在本专利技术的其它实施例中，基片台的旋转圈数应大于50圈/分钟，以保证薄膜的均匀性。本专利技术的装置简单可靠，适用性广，可以沉积各种可以蒸发的薄膜，而且不需要增加附加设备和部件，只需要在蒸发过程中控制各个蒸发源蒸发速率的变化，就可以达到沉积渐变薄膜的目的。在本专利技术的实施例中，两种组分渐变薄膜的蒸发方法的是在两个蒸发源开始蒸发时，一个蒸发源的蒸发速率从设定的最高值如2(或1)纳米/秒变化到零，另一个蒸发源的蒸发速率从零变化到设定的最高值如2(或1)纳米/秒；所述的蒸发源蒸发的速率变化是连续的；在本专利技术的其它实施例中，所述的蒸发源蒸发的速率变化也可以是阶梯状变化的。以下列举一些两种组分渐变薄膜的蒸发方法的实施例作进一步说明实施例一、采用电子束蒸发得到氧化锆到氧化铝的渐变膜氧化锆沉积速率从1纳米/秒变化到零，氧化铝从零变化到1纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到300纳米厚的组分均匀渐变氧化锆-氧化铝渐变薄膜。实施例二、采用电子束蒸发得到氧化锆到氧化铝的渐变膜氧化锆沉积速率从1纳米/秒变化到零，氧化铝从零变化到2纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到450纳米厚的组分非均匀渐变氧化锆-氧化铝渐变薄膜。实施例三、采用电子束蒸发得到氧化锆到氧化铝的渐变膜氧化锆沉积速率从2纳米/秒变化到零，氧化铝从零变化到1纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到450纳米厚的组分均匀渐变氧化锆-氧化铝渐变薄膜。实施例四、采用电子束蒸发得到氧化铪到氧化镁的渐变膜氧化铪沉积速率从1纳米/秒变化到零，氧化镁从零变化到1纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到300纳米厚的组分均匀渐变氧化铪-氧化镁渐变薄膜。实施例五、采用电子束蒸发得到氧化铪到氧化镁的渐变膜氧化铪沉积速率从1纳米/秒变化到零，氧化镁从零变化到2纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到450纳米厚的组分均匀渐变氧化铪-氧化镁渐变薄膜。实施例六、采用电子束蒸发得到氧化铪到氧化镁的渐变膜氧化铪沉积速率从2纳米/秒变化到零，氧化镁从零变化到1纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到450纳米厚的组分均匀渐变氧化铪-氧化镁渐变薄膜。实施例七、采用电子束蒸发得到硫化锌到硫化镁的渐变膜硫化锌沉积速率从2纳米/秒变化到零，硫化镁从零变化到1纳米/秒；蒸发时间5分钟，得到450纳米厚的组分均匀渐变硫化锌-硫化镁渐变薄膜。权利要求1.一种组分渐变薄膜的蒸发装置，包括蒸发源、能够旋转和加热的基片台(14)、被蒸发的基片(15)和薄膜蒸发速率监控仪，其特征在于，所述的蒸发源为一个以上的蒸发源(11、12)，所述的薄膜蒸发速率监控仪为与蒸发源相对应的一个以上的薄膜蒸发速率监控仪(16、17)，在各蒸发源之间设置有中间隔板(13)。2.根据权利要求1所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源(11、12)为电子束蒸发源。3.根据权利要求1所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源(11、12)为普通的热蒸发源。4.根据权利要求1所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源(11、12)为激光蒸发源。5.根据权利要求1至4中任何一项所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源(11、12)蒸发的变化速率是连续的。6.根据权利要求1至4中任何一项所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源(11、12)蒸发的变化速率是阶梯状变化的。7.根据权利要求1至4中任何一项所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的基片台(14)的旋转圈数大于50圈/分钟。8.一种组分渐变薄膜的蒸发方法，其特征是，在两个蒸发源开始蒸发时，一个蒸发源的蒸发速率从设定的最高值变化到零，另一个蒸发源的蒸发速率从零变化到设定的最高值。9.根据权利要求8所述的组分渐变薄膜的蒸发装置，其特征是，所述的蒸发源蒸发的速率变化是阶梯状变化的。10.根据权本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种组分渐变薄膜的蒸发装置，包括蒸发源、能够旋转和加热的基片台（１４）、被蒸发的基片（１５）和薄膜蒸发速率监控仪，其特征在于，所述的蒸发源为一个以上的蒸发源（１１、１２），所述的薄膜蒸发速率监控仪为与蒸发源相对应的一个以上的薄膜蒸发速率监控仪（１６、１７），在各蒸发源之间设置有中间隔板（１３）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李德杰，卜东生，
申请(专利权)人：上海广电电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]