提供反应室的方法、反应室和激光蒸发系统技术方案

本发明专利技术涉及一种为激光蒸发系统(100)提供反应室(10)的方法，所述反应室(10)包括至少一个壁部(20)，所述壁部具有面向所述激光蒸发系统(100)的反应体积(12)的内表面(22)。另外，本发明专利技术涉及一种用于激光蒸发系统(100)的反应室(10)，所述反应室(10)包括至少一个壁部(20)，所述壁部具有包围反应体积(12)的内表面(22)。此外，本发明专利技术涉及一种包括反应室(10)的激光蒸发系统(100)。发系统(100)。发系统(100)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】提供反应室的方法、反应室和激光蒸发系统


[0001]本专利技术涉及一种为激光蒸发系统提供反应室的方法，所述反应室包括至少一个壁部，所述壁部具有面向所述激光蒸发系统的反应体积的内表面。另外，本专利技术涉及一种用于激光蒸发系统的反应室，所述反应室包括至少一个壁部，所述壁部具有包围反应体积的内表面。此外，本专利技术涉及一种包括反应室的激光蒸发系统。

技术介绍

[0002]在诸如用于例如热激光外延(TLE)或类似应用的激光蒸发系统中，高强度激光束被引导到反应室中。在这些系统中，激光束被反应室内的反射表面(特别是金属部件)散射和反射，通常沿不可预测的方向反射。由于这些反应室通常由金属(特别是例如不锈钢)组成，并且包括光滑的、通常甚至抛光的表面，因此通常会发生所述反射。反射的激光束保持相当好的准直并保持其高强度。因此，真空室内的敏感部件有被这些反射激光束损坏的危险，特别是因为弯曲表面上的反射也可能导致反射激光束的聚焦。
[0003]上述在不可预测方向上的反射特别地发生在TLE中，当激光束熔化源表面时，源表面上的不均匀蒸发或动态不稳定性会将激光束在不希望和不可预见的方向上反射。
[0004]图1示意性地示出了在壁部20的内表面22上反射成反射激光束62的激光束60。壁部20形成激光蒸发系统100的反应室10的一部分，并且包围反应体积12。如在大多数情况下，用于壁部20的材料是金属，例如不锈钢，并且进一步地，内表面即使没有抛光也通常至少是光滑的，反射激光束62的强度至少几乎与入射激光束60的强度相同。在图1中，这种行为由表示相应激光束60、62的基本相同宽度的箭头来指示。仅一小部分入射激光束60被壁部20的材料作为吸收辐射70吸收。此外，由于壁部20和由此的内表面22通常包括弯曲形状，反射激光束62的这种高强度甚至可以额外地在某个点或区域处聚焦到反应室10内的聚焦体积中，从而导致上述严重问题。

技术实现思路

[0005]鉴于上述内容，本专利技术的目的是提供一种提供反应室的改进方法、一种改进的反应室和一种改进的激光蒸发系统，其不具有现有技术的上述缺点。具体地，本专利技术的目的是提供一种提供反应室的方法、一种反应室和一种激光蒸发系统，其提供激光束的减少的内反射。
[0006]上述目的通过各个独立专利权利要求来实现。具体地，所述目的通过根据权利要求1所述的提供反应室的方法、通过根据权利要求27所述的反应室、根据权利要求29所述的反应室以及通过根据权利要求30所述的激光蒸发系统来实现。从属权利要求描述本专利技术的优选实施例。关于根据本专利技术的第一方面的提供反应室的方法描述的细节和优点还涉及根据本专利技术的第二和第三方面的反应室以及根据本专利技术的第四方面的激光蒸发系统，反之亦然。
[0007]根据本专利技术的第一方面，所述目的通过为激光蒸发系统提供反应室的方法来实
现，所述反应室包括至少一个壁部，所述壁部具有面向所述激光蒸发系统的反应体积的内表面，所述方法包括以下步骤：
[0008]a)使用所述至少一个壁部组装所述反应室，以及
[0009]b)处理得到至少一个壁部以增强所述内表面的色散反射率和/或增强所述内表面的吸收能力。
[0010]在所述激光蒸发系统中，激光束被引导到目标的表面上，特别地用于蒸发、升华和/或溅射目标的材料。为了为所述反应提供受控的反应气氛，将目标布置在反应室内，其中反应室在其反应体积中保持特定的反应气氛或者其中反应室被抽空。根据本专利技术的方法可以用于为激光蒸发系统提供这种反应室。
[0011]具体地，由根据本专利技术的方法提供的所述反应室包括具有内表面的至少一个壁部，所述内表面面向所述激光蒸发系统的反应体积。在所述激光蒸发系统的操作期间，该内表面可以被激光束击中并且可以发生激光束的反射。
[0012]在根据本专利技术的方法的步骤a)中，组装所述反应室。在该组装过程中使用所述至少一个壁部。根据本专利技术组装反应室包括例如使用包括所述至少一个壁部的多组件来安装反应室，而且还包括从固体铣削反应室并在铣削的同时形成所述至少一个壁部。
[0013]向反应室添加凸缘、保持结构等也可以在根据本专利技术的方法的所述第一步骤a)期间完成，但不是必须包括的。
[0014]总之，在根据本专利技术的方法的步骤a)之后，在反应体积方面完成所述反应室。换言之，在根据本专利技术的方法的步骤a)之后，反应体积基本上由腔室壁限定，其中所述至少一个壁部形成所述腔室壁的一部分。
[0015]在根据本专利技术的方法的步骤b)中，对所述至少一个壁部进行特定处理。所述处理提供了所述内表面的色散反射率和/或所述内表面的吸收能力的增强。如下文所指出的，这两种措施单独地或以组合的方式降低了在经处理的内表面上反射的激光束的强度。
[0016]如上所述，在所述内表面上反射的激光可能损害布置在所述反应体积内的敏感元件，例如传感器元件、保持结构和/或致动器元件。甚至可能损坏反应室本身和/或如腔室窗口和凸缘等部件。这些危险尤其是由于激光蒸发系统中使用的激光束的高强度以及另外可能无意地聚焦反射的激光束而引起的。
[0017]通过提高色散反射率，扩大了反射激光束的角展度。换句话说，反射的激光束不太准直，并且反射分布在较大的立体角上。从而降低了反射激光束的空间强度，并且因此减少了损害反应室内的结构和/或反应室本身的危险。
[0018]替代地或附加地，还可以增强内表面的吸收能力。通过增强内表面的这一特性，撞击到内表面上的激光束的被至少一个壁部的材料吸收的部分增大。换句话说，反射激光束的强度减弱了至少一个壁部的材料吸收的能量的量。由于反射激光束的强度较小，因此损害反应室内的结构和/或反应室本身的危险也降低。
[0019]优选地，根据本专利技术的方法可以包括：步骤b)至少部分地在步骤a)之前和/或与步骤a)同时进行。换句话说，至少一个壁部的处理可以在反应室的实际组装之前和/或期间进行。如果在组装反应室之后难以到达所述至少一个壁部而进行特定处理，则这可以是特别有利的。此外，可以容易地提供具有不同处理的多个壁部，并且因此可以提供在激光蒸发系统的操作期间针对假定的应力来定制反应室。
[0020]另外，根据本专利技术的方法的独特之处可以在于，在步骤b)中对至少一个壁部的处理包括增强内表面的粗糙度。如上所述，在未经处理的情况下，所述至少一个壁部的内表面即使没有抛光也常常是光滑的。通过提高内表面的粗糙度，可以容易地提供色散反射率的提高。粗糙的内表面以更加漫射的方式反射入射激光束，并且特别地可以避免反射激光的附加聚焦效应。
[0021]具体地，根据本专利技术的方法可以通过经由内表面的至少喷砂和/或至少喷珠来增强内表面的粗糙度来改进。在喷砂过程中，小颗粒，例如砂粒，优选地金刚砂(Al2O3)，或玻璃颗粒，以高速冲击到喷砂表面上。受到冲击时，会发生磨损，并且此外表面也会变得粗糙。使用沙子或金刚砂进行喷砂处理会比使用玻璃产生更强的磨损。因此，可以针对至少一个壁部的材料和/或通过喷砂处理实现的粗糙度来选择用于喷砂处理的最合适的颗粒。
[0022]在进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种为激光蒸发系统(100)提供反应室(10)的方法，所述反应室(10)包括至少一个壁部(20)，所述壁部具有面向所述激光蒸发系统(100)的反应体积(12)的内表面(22)，所述方法包括以下步骤：a)使用所述至少一个壁部(20)来组装所述反应室(10)，以及b)处理所述至少一个壁部(20)以增强所述内表面(22)的色散反射率和/或增强所述内表面(22)的吸收能力。2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤b)至少部分地在步骤a)之前和/或相对于所述步骤a)同时进行。3.根据权利要求1或2所述的方法，其中在步骤b)中对所述至少一个壁部(20)的所述处理包括增强所述内表面(22)的粗糙度(30)。4.根据权利要求3所述的方法，其中所述内表面(22)的粗糙度(30)的增强包括所述内表面(22)的喷砂和/或喷珠。5.根据权利要求4所述的方法，其中尺寸在90μm与150μm之间的珠粒、特别是玻璃珠粒和/或金刚砂(Al2O3)珠粒用于所述喷砂。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤b)中对所述至少一个壁部(20)的所述处理包括用吸收层(40)涂覆所述内表面(22)。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述吸收层(40)形成为所述至少一个壁部(20)的材料与反应流体的材料的反应产物。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述反应流体含有氧并且所述吸收层(40)是所述至少一个壁部(20)的材料的氧化物。9.根据权利要求8所述的方法，其中所述反应流体包括分子氧(O2)和/或氧等离子体和/或臭氧(O3)。10.根据权利要求9所述的方法，其中所述反应流体由分子氧(O2)和/或氧等离子体和/或臭氧(O3)组成。11.根据权利要求9或10所述的方法，其中所述反应流体包含体积比为9:1的分子氧(O2)和臭氧(O3)。12.根据权利要求7至11中任一项所述的方法，其中所述内表面(22)的涂覆在步骤a)之后进行并且包括用所述反应流体填充所述反应体积(12)。13.根据权利要求12所述的方法，其中所述反应体积(12)用所述反应流体、特别是气态反应流体完全填充。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述反应体积(12)用所述反应流体、特别是液体反应流体部分地填充，特别是填充小于50％、优选地填充小于10％，并且优选地其中所述内表面(22)的涂覆包括移动所述
反应室(10)以用所述反应流体浸浴整个所述内表面(22)。15.根据权利要求12至14中任一项所述的方法，其中通过激光、特别是通过所述激光蒸发系统(100)的激光加热目标材料，同时用所述反应流体填满所述反应体积(12)。16.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中在步骤a)中提供所述反应室(10)包括选择用于所述反应壁的材料，所述材料包括>50Wm
‑1K
‑1、优选地>200Wm
‑1K
‑1的热导率。17.根据权利要求16所述的方法，其中在步骤a)中选择铝或铝合金、特别是铝合金608...

【专利技术属性】
技术研发人员：W，
申请(专利权)人：马克斯，
类型：发明
国别省市：