【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及原子层沉积领域，更具体地说，它涉及一种超高真空原子层沉积系统。
技术介绍
1、原子层沉积技术(atomic layer deposition，ald)是一种薄膜沉积技术，可以在基底材料上实现沉积复合材料极其精密的厚度控制。原子层沉积通常是通过轮流向基底材料上施放两种或两种以上的前驱体分子来进行。以两种材料的过程距离，基底材料表面首先暴露于第一前驱体分子气氛内，基底材料表面与第一前驱体发生化学反应，由于该反应本征是自限性的，因此第一前驱体会均匀覆盖满基底材料并形成单分子覆盖面，随后，将覆盖后的基底材料再置于第二前驱体分子气氛内。新引入的第二前驱体分子则会与之前覆盖的第一前驱体表面发生化学反应并形成期望得到的化合物，同样因为覆盖过程是自限性的，因此形成的化合物也是单层均一的覆盖在材料表面。由于每个形成的化合物层厚度仅有数个埃，因此通过重复循环若干以上过程，即可实现极其精密的薄膜厚度调控。
2、基于ald沉积过程的物理原理，ald技术相比于其他的薄膜沉积技术具有先天的优势，可以制备高纯度、高密度和高平整性的薄膜，在半导体工业、材料研究领域等得到了广泛的应用。目前，常规使用的ald设备在装入待沉积的基底材料时通常于大气或惰性气氛下装样，在薄膜沉积结束后也通常在大气或惰性气氛下开腔取出薄膜样品，全流程受大气或惰性气氛下悬浮的微小碳氢化合物污染、灰尘污染和氧化变质影响较为严重，因此在洁净表面和高表面敏感材料的研究应用中较为有限。随着科学技术的发展，在半导体技术、催化技术以及表面科学的科学研究中都大量运用了离线或在线
技术实现思路
1、本专利技术提供一种超高真空原子层沉积系统，解决相关技术中无法实现在超高真空环境下的样品沉积及转移的技术问题。
2、本专利技术提供了一种超高真空原子层沉积系统，包括支架外框、前驱体源瓶、阀控气路系统、沉积腔、超高真空转移腔、样品架和抽真空系统，前驱体源瓶安装于支架外框上，前驱体源瓶的输出端与阀控气路系统的输入端连接，阀控气路系统的输出端与沉积腔的进气口连接，沉积腔的出气口与抽真空系统的输入端连接，沉积腔与超高真空转移腔呈竖向布置，且沉积腔与超高真空转移腔相互连通，超高真空转移腔的顶部安装有固定套，样品架的样品放置端设于固定套内，且固定套的一侧安装有线性驱动器，线性驱动器用于驱动样品架的样品放置端在沉积位置和传样位置相互切换，沉积位置为样品架的样品放置端处于沉积腔内进行原子层沉积的位置，传样位置为样品架的样品放置端处于超高真空转移腔内进行传样检测的位置。
3、在一个优选的实施方式中，沉积腔包括缸体，缸体为两端开口的不锈钢结构，且缸体的顶端与超高真空转移腔相连通，缸体的低端配合有底座，底座与缸体之间设有可拆卸安装的夹套，夹套用于将缸体封堵住底座的低端开口。
4、在一个优选的实施方式中，超高真空转移腔为六通腔体结构，超高真空转移腔的上下两端开口分别与固定套以及沉积腔对应设置，超高真空转移腔的水平四周分别开设有对应的开口，且水平四个开口中的三个分别安装有真空规、分子泵和观察窗，真空规用于检测超高真空转移腔内大气环境压力的变化，分子泵用于对超高真空转移腔内进行抽真空操作，观察窗用于观察样品架放置样品端的姿态及位置。
5、在一个优选的实施方式中，样品架包括外套管，外套管活动设于固定套内，且外套管为空心金属杆结构，外套管远离超高真空转移腔的端部安装有法兰，线性驱动器固定安装于固定套上，线性驱动器的驱动端与外套管固定连接。
6、在一个优选的实施方式中，外套管的样品放置端设置有凸缘，凸缘的端面上安装有凸台，凸台的端面上开设有安装孔，安装孔用于固定样品载台，外套管的内部安装有加热杆，加热杆位于外套管内的端部开设有凹槽，凹槽内安装有加热片，加热杆的另一端开设有螺丝孔，螺丝孔用于与外套管端部的法兰连接。
7、在一个优选的实施方式中，沉积腔顶部开口内部设有向内凸起平台，凸起平台的顶部套装有o型圈，凸缘与o型圈配合实现沉积腔内密封。
8、在一个优选的实施方式中，沉积腔与超高真空转移腔之间安装有插板阀，插板阀用于隔绝沉积腔和超高真空转移腔。
9、在一个优选的实施方式中，沉积腔的进气口安装有进气管，进气管的另一端与阀控气路系统连接，沉积腔的出气口安装有排气管，抽真空系统包括抽气管和抽吸泵，抽吸泵的输入端与排气管的另一端连接，抽吸泵的输出端与抽气管的输入端连接。
10、在一个优选的实施方式中，沉积腔的内部可拆卸安装有隔套组件，隔套组件用于隔绝前驱气体与沉积腔内壁接触。
11、在一个优选的实施方式中，隔套组件包括腔体套，腔体套与沉积腔的内壁贴合，腔体套的外周侧安装有环状凸起，环状凸起为硅胶材质，环状凸起被底座和缸体夹持固定，腔体套的内壁安装有两个管内套，两个管内套分别与进气管和缸体相适配。
12、本专利技术的有益效果在于：
13、1.本专利技术具有能够在超高真空环境下沉积并且转移样品的优势，且整套系统尺寸较小。
14、2.本专利技术使用的特殊结构的样品架配合沉积腔可以实现小内容积的沉积腔，在提高效率的同时满足了隔绝真空的功能。
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1.一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，包括支架外框(1)、前驱体源瓶(2)、阀控气路系统(3)、沉积腔(4)、超高真空转移腔(5)、样品架(6)和抽真空系统(8)，所述前驱体源瓶(2)安装于支架外框(1)上，所述前驱体源瓶(2)的输出端与阀控气路系统(3)的输入端连接，所述阀控气路系统(3)的输出端与沉积腔(4)的进气口连接，所述沉积腔(4)的出气口与抽真空系统(8)的输入端连接，所述沉积腔(4)与超高真空转移腔(5)呈竖向布置，且所述沉积腔(4)与超高真空转移腔(5)相互连通，所述超高真空转移腔(5)的顶部安装有固定套(52)，所述样品架(6)的样品放置端设于固定套(52)内，且所述固定套(52)的一侧安装有线性驱动器(7)，所述线性驱动器(7)用于驱动样品架(6)的样品放置端在沉积位置和传样位置相互切换，所述沉积位置为样品架(6)的样品放置端处于沉积腔(4)内进行原子层沉积的位置，所述传样位置为样品架(6)的样品放置端处于超高真空转移腔(5)内进行传样检测的位置。
2.根据权利要求1所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)包括缸体(46
3.根据权利要求2所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述超高真空转移腔(5)为六通腔体结构，所述超高真空转移腔(5)的上下两端开口分别与固定套(52)以及沉积腔(4)对应设置，所述超高真空转移腔(5)的水平四周分别开设有对应的开口，且水平四个开口中的三个分别安装有真空规(51)、分子泵(53)和观察窗(54)，所述真空规(51)用于检测超高真空转移腔(5)内大气环境压力的变化，所述分子泵(53)用于对超高真空转移腔(5)内进行抽真空操作，所述观察窗(54)用于观察样品架(6)放置样品端的姿态及位置。
4.根据权利要求3所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述样品架(6)包括外套管(61)，所述外套管(61)活动设于固定套(52)内，且所述外套管(61)为空心金属杆结构，所述外套管(61)远离超高真空转移腔(5)的端部安装有法兰，所述线性驱动器(7)固定安装于固定套(52)上，所述线性驱动器(7)的驱动端与外套管(61)固定连接。
5.根据权利要求4所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述外套管(61)的样品放置端设置有凸缘(611)，所述凸缘(611)的端面上安装有凸台(612)，所述凸台(612)的端面上开设有安装孔(613)，所述安装孔(613)用于固定样品载台，所述外套管(61)的内部安装有加热杆(62)，所述加热杆(62)位于外套管(61)内的端部开设有凹槽，所述凹槽内安装有加热片(63)，所述加热杆(62)的另一端开设有螺丝孔，所述螺丝孔用于与外套管(61)端部的法兰连接。
6.根据权利要求5所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)顶部开口内部设有向内凸起平台，所述凸起平台的顶部套装有O型圈，所述凸缘(611)与O型圈配合实现沉积腔(4)内密封。
7.根据权利要求6所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)与超高真空转移腔(5)之间安装有插板阀(41)，所述插板阀(41)用于隔绝沉积腔(4)和超高真空转移腔(5)。
8.根据权利要求7所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)的进气口安装有进气管(42)，所述进气管(42)的另一端与阀控气路系统(3)连接，所述沉积腔(4)的出气口安装有排气管(43)，所述抽真空系统(8)包括抽气管(81)和抽吸泵(82)，所述抽吸泵(82)的输入端与排气管(43)的另一端连接，所述抽吸泵(82)的输出端与抽气管(81)的输入端连接。
9.根据权利要求8所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)的内部可拆卸安装有隔套组件(9)，所述隔套组件(9)用于隔绝前驱气体与沉积腔(4)内壁接触。
10.根据权利要求9所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述隔套组件(9)包括腔体套(91)，所述腔体套(91)与沉积腔(4)的内壁贴合，所述腔体套(91)的外周侧安装有环状凸起(92)，所述环状凸起(92)为硅胶材质，所述环状凸起(92)被底座(44)和缸体(46)夹持固定，所述腔体套(91)的内壁安装有两个管内套(93)，两个所述管内...
【技术特征摘要】
1.一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，包括支架外框(1)、前驱体源瓶(2)、阀控气路系统(3)、沉积腔(4)、超高真空转移腔(5)、样品架(6)和抽真空系统(8)，所述前驱体源瓶(2)安装于支架外框(1)上，所述前驱体源瓶(2)的输出端与阀控气路系统(3)的输入端连接，所述阀控气路系统(3)的输出端与沉积腔(4)的进气口连接，所述沉积腔(4)的出气口与抽真空系统(8)的输入端连接，所述沉积腔(4)与超高真空转移腔(5)呈竖向布置，且所述沉积腔(4)与超高真空转移腔(5)相互连通，所述超高真空转移腔(5)的顶部安装有固定套(52)，所述样品架(6)的样品放置端设于固定套(52)内，且所述固定套(52)的一侧安装有线性驱动器(7)，所述线性驱动器(7)用于驱动样品架(6)的样品放置端在沉积位置和传样位置相互切换，所述沉积位置为样品架(6)的样品放置端处于沉积腔(4)内进行原子层沉积的位置，所述传样位置为样品架(6)的样品放置端处于超高真空转移腔(5)内进行传样检测的位置。
2.根据权利要求1所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述沉积腔(4)包括缸体(46)，所述缸体(46)为两端开口的不锈钢结构，且所述缸体(46)的顶端与超高真空转移腔(5)相连通，所述缸体(46)的低端配合有底座(44)，所述底座(44)与缸体(46)之间设有可拆卸安装的夹套(45)，所述夹套(45)用于将所述缸体(46)封堵住底座(44)的低端开口。
3.根据权利要求2所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述超高真空转移腔(5)为六通腔体结构，所述超高真空转移腔(5)的上下两端开口分别与固定套(52)以及沉积腔(4)对应设置，所述超高真空转移腔(5)的水平四周分别开设有对应的开口，且水平四个开口中的三个分别安装有真空规(51)、分子泵(53)和观察窗(54)，所述真空规(51)用于检测超高真空转移腔(5)内大气环境压力的变化，所述分子泵(53)用于对超高真空转移腔(5)内进行抽真空操作，所述观察窗(54)用于观察样品架(6)放置样品端的姿态及位置。
4.根据权利要求3所述的一种超高真空原子层沉积系统，其特征在于，所述样品架(6)包括外套管(61)，所述外套管(61)活动设于固定套(52)内，且所述外套管(61)为空心金属杆结构，所述外套管(61)远离超高真空转...
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