常用定制高真空设备

1、激光溅射沉积（PLD）

l脉冲激光沉积是一非平衡物理过程，其方法新颖，工艺简单，制备薄膜组分偏析少、纯度高，薄膜与衬底结合力强，薄膜生长速度快，是一种先进的薄膜制备方法。

l脉冲激光沉积装置主要包括两大部分：激光系统和工作系统。经常采用的激光器有准分子(Excimer)激光器、脉冲 YAG 激光器、脉冲二氧化碳激光器等。

PLD工作系统，主要包括真空室、靶材衬底放置系统、抽真空系统、供气系统、控制系统等组件，并用红外测温仪对衬底温度进行实时监控。工作系统的几个主要部分：

l 真空室及抽真空系统 ：真空反应室由一级抽真空的机械泵（低真空的抽取）和二级抽真空分子泵（高真空的抽取）连接，本底极限真空可达到 6.6×10-5Pa。

l靶材衬底放置系统 ：该系统有四个靶托，可以同时放置 4 块靶材，靶材在自转和公转电机的带动下能同时进行自转和公转。自转是为了使激光束更均匀的溅射到靶材表面，公转的目的是为了更换不同的靶材，避免靶材之间的交叉污染。可以对衬底进行旋转并通过加热装置给衬底加热，在对衬底进行加热时最高温度可以达到 800℃（加热时尽量使加热温度变化在 100℃左右）。靶材与基片之间的距离可以在 3～10cm范围内进行调节。 

l冷却循环系统 ：该系统用于分子泵的水循环冷却。 

l供气系统 ：该系统既可以提供环境保护气体，使样品和真空室避免受到空气污染；还可以提供制备薄膜需要的反应气体。 

l控制系统 ：控制系统主要有真空度、衬底加热温度、分子泵机械泵总电源几个控制面板。控制系统主要用来设置沉积室的背景气压、工作压强、靶材与衬底的转动速率、衬底的加热温度、反射镜的转动速率等。

比 较 常 用 的 薄 膜 材 料 制 备 技 术 主 要 有 物 理 气 相 沉 积 (Physical vapor Deposition，PVD)、化学气相沉积(Chemical vapor Deposition， CVD)和溶胶—凝胶法等，而真空蒸发、离子镀和溅射镀膜都属于物理气相沉积，PLD 技术也是一种 PVD 技术，但是 PLD 技术相对简单并且有很多优点：

(1)  可沉积制备与靶材一致的多组分复合物薄膜材料，可以保证镀膜前后材料化学计量比的稳定。

(2)  沉积速率高，薄膜生长快，可在一小时生长 1μm 左右的薄膜。

(3)  薄膜生长方向性强，能实现定向区域沉积。

(4)溅射沉积过程中可以引入多种气体以改善薄膜质量。

(5)可以同时安装多个靶制备多层膜或多元化合物异质结。

(6) 靶材容易制备，等离子能量高可降低薄膜生长需要的衬底温度。由于聚焦激光的超高温度因此几乎可以产生任何高熔点材料的薄膜，同时较低温度下生长结晶取向一致的薄膜材料。

(7)  高真空环境可制成高纯薄膜；等离子体输运和蒸发空间较小，不会对真空室造成很大的污染。

(8)  PLD 几乎可以制备所有材料，对激光光源透明的材料除外。

 2、真空转移腔体  

l真空度10-9mbar

3、快速升温降温系统

l升温：一分钟内室温升到800℃ 

l降温：室温降到77k（或10k，定制）