一种智能沉积系统的制作方法

本发明涉及复合材料制备领域，特别涉及一种智能沉积系统。

背景技术

目前在材料学领域有非常大的热点集中于对复合材料的研究，譬如太阳能材料，这些复合材料的性能都主要由其成份决定。为了研究以及优化这些材料，通常方法是一个一个地合成材料。这种探索的过程非常耗时间。因此非常有必要寻找一种高效的系统的探索研究复合材料的方法。这样复合材料的研究特别是还没有被充分开发利用的三成份或者四成份的复合材料的研究效率会大大提高。

1995年，项晓东等人发明了用于复合材料制备的组合方法。此方法是在反应溅射法中采用了一系列的掩模(美国专利号5985356,6004617,6326090,6346290,7442665)(xiang,etal.,science268:1738(1995)；wang,etal.,science279:1712(1998)；briceno,etal.,science270:273(1995))。沉积的薄膜被掩模分成一系列的小样品。图1是这种组合方法使用的掩模。在合成过程中通过使用不同的掩模，旋转这些掩模，或者使用不同的源材料，使各个小样品沉积的源材料，材料的沉积量，沉积的层数都不一样。这样在基片热退火混合之后，基片上每个小样品的化学成份就都不一样。这些在基片的固定位置上的小样品可以通过自动扫描来测试。这样材料的制备和测试就都可以大大加快。

然而，这种把薄膜沉积和掩模组合在一起的方法是在沉积后再混合的。它带来了一系列的问题，譬如分相，掩模错位和过程复杂，等等。这些问题一直没办法解决，而且渐渐成为这种方法的根本问题。

因此，随着在材料领域对复合材料越来越浓厚的兴趣，一种更可靠更高效的复合材料合成方法变得尤其重要。

然而，脉冲激光沉积具有一个很突出的缺点，就是生长速率的不均匀性，也就是在基片上各处薄膜厚度会不一致。然而在此发明中正是利用脉冲激光沉积的生长速率不均匀性来合成材料，从而使基片上各点的组分不一样。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种智能沉积系统，具有快速沉积多种不同复合材料的有益效果。

本发明实施例提供一种智能沉积系统，包括控制组件、扫描模组、激光源、一驱动机构、至少两个第一反射镜、真空室、至少两个用于固定不同的源材料靶材的第一固定平台以及用于沉积复合材料的基片；所述第一固定平台以及基片均设置于所述真空室内，所述至少两个第一固定平台分别与所述基片的预设区域相对，所述真空室设置有通光部，所述激光源与所述第一反射镜的出光方向呈预设夹角；所述驱动机构与所述激光源连接以驱动所述激光源移动，使得所述激光源发出的激光选择性地射入至所述至少两个第一反射镜中的一个第一反射镜，所述第一反射镜用于将激光通过所述通光部射入所述真空室中的对应所述第一固定平台处；所述基片上与所述第一固定平台相对的一面贴有掩模；所述掩模上设置有多个呈矩阵分布的沉积孔；所述控制组件与所述激光源、所述至少两个驱动机构以及所述扫描模组分别通信连接，所述扫描模组将检测到的厚度分布信息上传给所述控制组件，所述第一固定平台内部设置有加热组件，所述加热组件包括多个呈矩形阵列分布的加热元件，该多个加热元件分别与该多个沉积孔相对，所述控制组件用于根据所述厚度分布信息控制对应的加热组件的各个加热元件以对应的功率进行加热，其中，复合材料沉积的平均厚度大的基片对应的加热元件的加热功率大于复合材料沉积的平均厚度小的基片。

在本发明所述的智能沉积系统中，还包括一控制组件，所述控制组件与所述激光源以及所述一驱动机构电连接。

在本发明所述的智能沉积系统中，所述真空室的壁上设置有至少两个通孔，所述通光部包括覆盖在所述至少两个通孔处的至少两个石英玻璃。

在本发明所述的智能沉积系统中，还包括用于提供惰性气体的储气结构以及用于抽出惰性气体的真空泵；所述真空室的侧壁上开设进气孔以及出气孔，所述储气结构通过所述进气孔与所述真空室连通，所述真空泵通过所述出气孔与所述真空室连通。

在本发明所述的智能沉积系统中，所述扫描组件包括多个检测探头，该多个检测探头分布设置在相邻两个第一固定平台之间的间隙里。

在本发明所述的智能沉积系统中，所述检测探头包括超声波或者次声波发射探头以及超声波或者次声波接受探头。

在本发明所述的智能沉积系统中，所述加热元件为加热膜。

附图说明

图1是本发明实施例中的智能沉积系统的一种结构示意图。

图2是本发明实施例中的智能沉积系统的一种局部结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参照图1，本发明实施例提供一种智能沉积系统，包括控制组件、激光源10、一驱动机构20、至少两个第一反射镜30、至少两个用于固定不同的源材料靶材的第一固定平台60、第二固定平台50、用于沉积复合材料的基片70、真空室100以及扫描模组210。

其中，该第一固定平台60、第二固定平台50、基片70均设置于所述真空室100内，该至少两个第一固定平台60设置于该第二固定平台50上。该第二固定平台50与该基片70平行且相对。该至少两个第一固定平台60分别与基片70的预设区域相对，真空室100设置有通光部，第二反射镜40与所述第一反射镜10平行，所述激光源10与所述第一反射镜30的出光方向呈预设夹角，在例如45度角。

该扫描模组210包括多个检测探头，该多个检测探头分别设置相邻两个第一固定平台50之间的间隙里。该扫描模组210的检测探头用于发出与沉积材料对应的超声波或者次声波，从而检测出该基片上的复合材料的沉积的厚度分布信息。检测探头包括超声波或者次声波发射探头以及超声波或者次声波接受探头。加热元件为加热膜。

驱动机构20与所述激光源10连接以驱动所述激光源10移动。

其中，该驱动机构20为采用步进电机为动力的驱动机构。

在本实施例中，具有三个第一反射镜30、三个第一固定座60，对应地，该驱动机构20可以选择将该激光源10移动至三个位置中的一个位置，从而使得所述激光源10发出的激光选择性地射入至所述至少两个第一反射镜30中的一个第一反射镜30，所述第一反射镜30用于将激光通过所述通光部射入所述真空室100中的对应所述第一固定平台60处。

在一些实施例中，该智能沉积系统还包括一控制组件，该述控制组件与激光源10以及驱动机构20电连接。该控制组件用于控制该激光源10的开关以及发出何种功率的激光，该控制组件用于控制该驱动机构20驱动该激光源10移动。控制组件与所述激光源、所述至少两个驱动机构以及所述扫描模组分别通信连接，所述扫描模组将检测到的厚度分布信息上传给所述控制组件，所述控制组件根据所述厚度分布信息控制所述激光源的发射功率，并在完成对一个基片的沉积操作后，控制所述驱动机构驱动所述激光源移动，使得所述激光源发出的激光选择性地射入至所述至少两个第一反射镜中的一个第一反射镜。

在一些实施例中，该基片70上与第一固定平台60相对的一面贴有掩模90。掩模90上设置有多个呈矩阵分布的沉积孔，该源材料靶材的蒸汽通过该沉积孔在基片70上的对应区域进行沉积以形成复合材料。

在一些实施例中，基片70的远离所述第一固定平台60的一面设置有加热组件80。

在一些实施例中，请同时，参照图2，在本发明所述的智能沉积系统中，所述加热组件80包括多个呈矩形阵列分布的加热元件81，该多个加热元件81分别与该多个沉积孔91相对并对应。

所述加热组件包括多个呈矩形阵列分布的加热元件，该多个加热元件分别与该多个沉积孔相对，所述控制组件用于根据所述厚度分布信息控制对应的加热组件的各个加热元件以对应的功率进行加热，其中，复合材料沉积的平均厚度大的基片对应的加热元件的加热功率大于复合材料沉积的平均厚度小的基片。

在一些实施例中，在本发明所述的智能沉积系统中，真空室100的壁上设置有至少两个通孔101，该通光部包括覆盖在至少两个通孔101处的至少两个石英玻璃。

在一些实施例中，智能沉积系统中还包括用于提供惰性气体的储气结构120以及用于抽出惰性气体的真空泵130；所述真空室100的侧壁上开设进气孔以及出气孔，所述储气结构120通过所述进气孔与所述真空室100连通，所述真空泵130通过所述出气孔与所述真空室100连通。

在一些实施例中，智能沉积系统中还包括气压传感器110，气压传感器110、所述储气结构120、加热组件80以及所述真空泵130分别与所述控制组件电连接。具体地，该加热组件80的各个加热元件81分别与该控制组件电连接。

另外，由于对应于不同的源材料靶材沉积时的最佳气压是不相同的，因此可以通过该控制组件来调节真空室内的惰性气体的气压，以使得沉积效果最佳。

另外，由于采用掩摸之后，在基片上可以形成呈矩形阵列分布的多份复合材料，通过控制对应的各个加热元件的温度，可以使得沉积时基片各个区域的温度不相同，进而可以使得制备出的复合材料的种类更丰富。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“某些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。

综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。