專利名稱：用于制備薄膜的單晶硅輻射式加熱器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種薄膜制備技術(shù)，特別是涉及一種薄膜制備過程中所用加熱器制造技術(shù)領(lǐng)域。
脈沖激光法和濺射法是兩種制備薄膜的最好方法?，F(xiàn)在用這兩種方法不僅可以制備高Tc超導薄膜而且可以制備鐵電薄膜(如PZT薄膜)，光學薄膜，超硬薄膜等上百種薄膜。應用兩種制膜方法制備薄膜基片都要加熱，就是用蒸發(fā)法等其它制膜方法制備薄膜也常常要將基片加熱，而目前均采用熱絲加熱器，鹵素燈加熱器和二氧化碳激光加熱器，它們都存在著恒溫區(qū)小，最高可用溫度低，結(jié)構(gòu)復雜等缺點，如文獻1.K.H.Wu，C.L.Lee，J.Y.Juang，T.M.Uen，andY.S.Gou，Appl.Phys.Lett.，58，10(1991)；2.M.Y.Chem，A.Gupta，B.W.Hussey and T.M.Shaw，J.Vac.Sci.，All，3(1993)；3.Xiao min Li，Tomoji KAWAI，and Shichio KAWAI，Jpn.J.Appl.Phys.，33，L18(1994)中報道的。這些缺點無疑要影響薄膜質(zhì)量，尤其對大面積雙面薄膜的質(zhì)量影響就更明顯。
本實用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的缺點，為了制備均勻厚度的大面積雙面超導薄膜，從而提供一種由單晶硅加工成凹型加熱板，它通過金屬夾板固定電極構(gòu)成單晶硅輻射基片加熱器。
本實用新型的任務是這樣完成的用線切割方法把n型或P型單晶硅板加工成凹型加熱板，它的兩端厚度比下凹槽略厚，并在凹槽內(nèi)各有一平臺，將單晶板兩端和兩個金屬箔電極固定一起組成，還可通過金屬夾板固定在輻射屏蔽架子上構(gòu)成單晶硅輻射基片加熱器。


圖1是單晶硅輻射基片加熱器。
圖面說明如下①—單晶硅加熱板；②—金屬夾板；③—金屬箔電極；④—輻射屏蔽架子；⑤—預備加熱的基片樣品；單晶硅板所用的材料可以是n型或p型，但是電阻率在各部分必需均勻一致，線切割加工的厚度誤差必需足夠小，以保證恒溫區(qū)溫度的一致性。金屬夾板所用金屬由鍍膜時所達溫度和環(huán)境氣體決定，一般用不銹鋼較好，其厚度按在最高基片溫度時不變形為準則，一般在0.3-2cm之間。金屬箔電極是一種軟聯(lián)接電極，它是為了單晶硅加熱板在高溫時不至因膨脹應力而破裂而采用的，其材料可為銅、銀、金等各種金屬，按所制備的薄膜種類基片最高溫度和環(huán)境氣氛所決定。輻射屏蔽是為了充分利用加熱功率而設(shè)置，它是一種熱射線反射裝置，一般它可由拋光的不銹鋼片，或鍍上反光層的石英片或其它材料的平板，層數(shù)可在1至8層之間選擇。輻射屏蔽有時也可不加，但這時加熱功率就要有所增加。
本實用新型提供一種用于脈沖激光鍍膜或濺射鍍膜設(shè)備中所使用的單晶硅制成的優(yōu)質(zhì)基片輻射加熱器，其最高可用溫度達1000℃，恒溫區(qū)可達70×70mm2，在1000℃時恒溫區(qū)變形可以忽略。這種加熱器不僅適于制備單面薄膜，而且適于制備雙面薄膜。
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細說明實施例1加熱器結(jié)構(gòu)如
圖1所示。其中(1)為單晶硅加熱板，除兩端厚1cm以外其余部分均厚2mm，凹槽深2mm，高30mm，距槽邊沿0.5mm處有兩個高0.5mm的小突起用來放置基片，整個加熱器高70mm，寬60mm。(2)是用不銹鋼制成的寬10mm，厚6mm的夾板，長100mm，在距兩端10mm處各有一個直徑4mm的孔，以便夾緊聯(lián)接硅加熱板和電極。(3)是厚0.2mm的銀箔電極，其寬度與硅加熱板相同。(4)是用拋光的厚0.2mm的不銹鋼片做成的輻射屏蔽架子，其中不銹鋼片共有5層。將此加熱器安裝到激光鍍膜設(shè)備上，通入電流加熱，用紅外測溫儀測量加熱器各點溫度，結(jié)果表明基片最高溫度可達960℃，在30×30mm2的基片上溫度最大差為2℃，用此加熱器制備出來的YBCO超導薄膜，經(jīng)測量主要指標達國內(nèi)外先進水平，具體為Tc＝91.6K，Jc＝2×106A/cm2。實施例2加熱器結(jié)構(gòu)如
圖1所示。其中(1)為單晶硅加熱板，除兩端厚15mm以外，其余部分均厚2mm，凹槽深3mm，高50mm，距槽邊沿0.5mm處有兩個高0.5mm的小突起用來放置基片，整個加熱器高100mm，寬80mm。(2)是用不銹鋼制成的寬15mm，厚8mm的夾板，長150mm，在距兩端15mm處各有一個直徑4mm的孔，以便夾緊聯(lián)接硅輻射板和電極。(3)是厚0.2mm的銀箔制成的電極，其寬度與硅加熱板相同。(4)是用拋光的厚0.2mm的不銹鋼片做成的輻射屏蔽架子，其中不銹鋼片共有5層疊在一起。將此加熱器安裝到激光鍍膜設(shè)備上通入電流加熱，用紅外測溫儀測量加熱器各點溫度，結(jié)果表明基片最高溫度可達960℃，在50×50mm2的基片上溫度最大差為2℃，用此加熱器制備出來的YBCO雙面超導薄膜，經(jīng)測量主要指標達國內(nèi)外先進水平，具體為第一面Tc＝90.6K，Jc＝1.6×106A/cm2，第二面Tc＝91.3K，Jc＝2.6×106A/cm2。實施例3加熱器結(jié)構(gòu)如
圖1所示。其中(1)為單晶硅輻射板，除兩端厚10mm以外，其余部分均厚2mm，凹槽深1.5mm，高15mm，距槽邊沿0.5mm處有兩個高0.5mm的小突起用來放置基片，整個加熱器高70mm，寬50mm。(2)是用不銹鋼制成的寬10mm，厚5mm的夾板，長100mm，在距兩端10mm處各有一個直徑4mm的孔，以便夾緊聯(lián)接硅輻射板和電極。(3)是厚0.3mm的銀箔制成的電極其寬度與硅加熱板相同。(4)是用厚2mm拋光石英片兩面鍍上金反光層而制成的輻射屏蔽，共有2片這樣的石英片。將此加熱器安裝到RF濺射鍍膜裝置上，通入電流加熱，用紅外測溫儀測量加熱器各點溫度，結(jié)果表明基片最高溫度可達960℃，在15×30mm2的基片上溫度最大差為2℃，用此加熱器制備出來的BaTiO3薄膜，經(jīng)測量主要指標達國內(nèi)外先進水平。
權(quán)利要求1.一種由單晶硅加熱片、電極、夾板組成的用于制備薄膜的單晶硅輻射加熱器，其特征在于單晶硅做成型加熱板①并在凹槽兩邊各有一凸出平臺，它的兩端通過夾板②與兩根金屬箔電極③固定；
2.按權(quán)利要求1所述的用于制備薄膜的單晶硅輻射加熱器，其特征在于還包括在單晶加熱板兩端通過夾板與電極同時固定一屏蔽架子④；
3.按權(quán)利要求1所述的用于制備薄膜的單晶硅輻射加熱器，其特征在于屏蔽架子④包括1-8層的不銹鋼片或鍍上反光層的石英片疊層組成。
專利摘要本實用新型涉及一種薄膜制備技術(shù)，特別是涉及一種薄膜制備中用加熱器制造技術(shù)領(lǐng)域。本實用新型為了制備均勻厚度的大面積雙面超導薄膜，從而提供一種由單晶硅加工成凹型的加熱板，它通過金屬夾板把電極固定在輻射屏蔽架子上構(gòu)成單晶硅輻射基片加熱器。該加熱器使用溫度達1000℃，恒溫區(qū)可達70×70mm
文檔編號C23C14/50GK2265986SQ9522459
公開日1997年10月29日 申請日期1995年10月27日 優(yōu)先權(quán)日1995年10月27日
發(fā)明者周岳亮, 呂惠賓, 崔大復, 陳正豪, 熊旭明, 李春苓 申請人:中科院物理研究所