一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置及监测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置及监测方法，超高真空腔体内置有镀膜衬底和一个传感器探头；超高真空腔体底部设有蒸发源；传感器探头内设晶振片、加热板和测温元件，通过传感器探头连接温度控制器，对晶振片加热；通过传感器探头连接冷却介质装置，对石英晶振冷却；通过传感器探头连接膜厚显示仪，监测镀膜薄膜沉积厚度和标定沉积速率。它可以在较宽的温区范围内有选择地控制晶振片的温度，以模拟在各种镀膜过程中，衬底的不同温度条件，以至少解决现有技术中存在的在因晶振片温度与衬底温度不同而不能真实反映衬底上沉积的薄膜厚度的问题。衬底上沉积的薄膜厚度的问题。衬底上沉积的薄膜厚度的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置及监测方法


[0001]本专利技术属于超高真空镀膜领域，具体涉及一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置及其使用方法。

技术介绍

[0002]超高真空镀膜技术以分子束外延技术为主。分子束外延技术是一种利用分子束(或原子束)在单晶衬底表面生长单晶层的真空镀膜技术，通常以制备单原子层级别的薄膜为目标，为了得到有利于获得平滑、均匀的高质量薄膜的动力学条件，需要对衬底温度、生长速率和束流(flux)的大小进行精确控制。
[0003]在超高真空镀膜过程中，对薄膜厚度的监测和控制是重要的技术环节。石英晶体膜厚仪是监测薄膜厚度的常用装置，其利用了石英晶体的压电效应和质量负荷效应，根据Sauerbrey方程，将石英晶体谐振频率的变化转化为沉积的薄膜厚度值。
[0004]相应地，石英晶体膜厚仪通常有两种使用方式。一是在镀膜过程中，将石英晶体置于衬底位置附近，实时检测沉积厚度和速率。另一种是在镀膜之前，将石英晶体移动到镀膜衬底所在的位置，预先对沉积物质的束流(flux)大小进行标定。
[0005]在分子束外延本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，包括超高真空腔体(118)，所述超高真空腔体(118)内置有镀膜衬底(114)和一个传感器探头(1)；所述超高真空腔体(118)底部设有蒸发源；传感器探头(1)内设晶振片(5)、加热板(42)和测温元件(43)，通过传感器探头(1)连接温度控制器(10)，对晶振片(5)加热；通过传感器探头(1)连接冷却介质装置，对晶振片(5)冷却；通过传感器探头(1)连接膜厚显示仪(3)，监测镀膜薄膜沉积厚度和标定沉积速率。2.根据权利要求1所述的一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，所述传感器探头(1)包括晶振支座(4)、设于晶振支座中的冷却室(48)、加热板(42)、测温元件(43)和晶振片(5)，还包括伸入晶振支座(4)上的冷却介质进、出口管道(11、12)，以及缠绕于冷却介质进、出口管道(11、12)上的真空同轴电缆(15)。3.根据权利要求2所述的一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，所述晶振支座(4)包括晶振支座主体(41)，加热板(42)、测温元件(43)和晶振片(5)依次嵌入于晶振支座主体(41)中，晶振片(5)下方设有一个晶振片前支撑件(44)，在晶振片前支撑件(44)下方还设有一个晶振片挡板(45)。4.根据权利要求2所述的一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，所述冷却介质进出、口管道(11、12)分别连通冷却介质泵入装置(13)和冷却介质回收装置(14)。5.根据权利要求1所述的一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，所述传感器探头(1)通过穿腔法兰连接波纹管水平固定于超高真空腔体(118)上。6.根据权利要求1所述的一种用于超高真空的宽温区膜厚监测装置，其特征在于，所述温度控制器(10)通过一对非真空导线(8、9)连接...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘毅，李宇昂，吴迪，闵泰，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：