专利名称：用于制备薄膜的单晶硅辐射式加热器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种薄膜制备技术，特别是涉及一种薄膜制备过程中所用加热器制造技术领域。
脉冲激光法和溅射法是两种制备薄膜的最好方法。现在用这两种方法不仅可以制备高Tc超导薄膜而且可以制备铁电薄膜(如PZT薄膜)，光学薄膜，超硬薄膜等上百种薄膜。应用两种制膜方法制备薄膜基片都要加热，就是用蒸发法等其它制膜方法制备薄膜也常常要将基片加热，而目前均采用热丝加热器，卤素灯加热器和二氧化碳激光加热器，它们都存在着恒温区小，最高可用温度低，结构复杂等缺点，如文献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)中报道的。这些缺点无疑要影响薄膜质量，尤其对大面积双面薄膜的质量影响就更明显。
本实用新型的目的在于克服上述已有技术的缺点，为了制备均匀厚度的大面积双面超导薄膜，从而提供一种由单晶硅加工成凹型加热板，它通过金属夹板固定电极构成单晶硅辐射基片加热器。
本实用新型的任务是这样完成的用线切割方法把n型或P型单晶硅板加工成凹型加热板，它的两端厚度比下凹槽略厚，并在凹槽内各有一平台，将单晶板两端和两个金属箔电极固定一起组成，还可通过金属夹板固定在辐射屏蔽架子上构成单晶硅辐射基片加热器。
图1是单晶硅辐射基片加热器。
图面说明如下①—单晶硅加热板；②—金属夹板；③—金属箔电极；④—辐射屏蔽架子；⑤—预备加热的基片样品；单晶硅板所用的材料可以是n型或p型，但是电阻率在各部分必需均匀一致，线切割加工的厚度误差必需足够小，以保证恒温区温度的一致性。金属夹板所用金属由镀膜时所达温度和环境气体决定，一般用不锈钢较好，其厚度按在最高基片温度时不变形为准则，一般在0.3-2cm之间。金属箔电极是一种软联接电极，它是为了单晶硅加热板在高温时不至因膨胀应力而破裂而采用的，其材料可为铜、银、金等各种金属，按所制备的薄膜种类基片最高温度和环境气氛所决定。辐射屏蔽是为了充分利用加热功率而设置，它是一种热射线反射装置，一般它可由抛光的不锈钢片，或镀上反光层的石英片或其它材料的平板，层数可在1至8层之间选择。辐射屏蔽有时也可不加，但这时加热功率就要有所增加。
本实用新型提供一种用于脉冲激光镀膜或溅射镀膜设备中所使用的单晶硅制成的优质基片辐射加热器，其最高可用温度达1000℃，恒温区可达70×70mm2，在1000℃时恒温区变形可以忽略。这种加热器不仅适于制备单面薄膜，而且适于制备双面薄膜。
以下结合附图和实施例对本实用新型进行详细说明实施例1加热器结构如
图1所示。其中(1)为单晶硅加热板，除两端厚1cm以外其余部分均厚2mm，凹槽深2mm，高30mm，距槽边沿0.5mm处有两个高0.5mm的小突起用来放置基片，整个加热器高70mm，宽60mm。(2)是用不锈钢制成的宽10mm，厚6mm的夹板，长100mm，在距两端10mm处各有一个直径4mm的孔，以便夹紧联接硅加热板和电极。(3)是厚0.2mm的银箔电极，其宽度与硅加热板相同。(4)是用抛光的厚0.2mm的不锈钢片做成的辐射屏蔽架子，其中不锈钢片共有5层。将此加热器安装到激光镀膜设备上，通入电流加热，用红外测温仪测量加热器各点温度，结果表明基片最高温度可达960℃，在30×30mm2的基片上温度最大差为2℃，用此加热器制备出来的YBCO超导薄膜，经测量主要指标达国内外先进水平，具体为Tc＝91.6K，Jc＝2×106A/cm2。实施例2加热器结构如
图1所示。其中(1)为单晶硅加热板，除两端厚15mm以外，其余部分均厚2mm，凹槽深3mm，高50mm，距槽边沿0.5mm处有两个高0.5mm的小突起用来放置基片，整个加热器高100mm，宽80mm。(2)是用不锈钢制成的宽15mm，厚8mm的夹板，长150mm，在距两端15mm处各有一个直径4mm的孔，以便夹紧联接硅辐射板和电极。(3)是厚0.2mm的银箔制成的电极，其宽度与硅加热板相同。(4)是用抛光的厚0.2mm的不锈钢片做成的辐射屏蔽架子，其中不锈钢片共有5层叠在一起。将此加热器安装到激光镀膜设备上通入电流加热，用红外测温仪测量加热器各点温度，结果表明基片最高温度可达960℃，在50×50mm2的基片上温度最大差为2℃，用此加热器制备出来的YBCO双面超导薄膜，经测量主要指标达国内外先进水平，具体为第一面Tc＝90.6K，Jc＝1.6×106A/cm2，第二面Tc＝91.3K，Jc＝2.6×106A/cm2。实施例3加热器结构如
图1所示。其中(1)为单晶硅辐射板，除两端厚10mm以外，其余部分均厚2mm，凹槽深1.5mm，高15mm，距槽边沿0.5mm处有两个高0.5mm的小突起用来放置基片，整个加热器高70mm，宽50mm。(2)是用不锈钢制成的宽10mm，厚5mm的夹板，长100mm，在距两端10mm处各有一个直径4mm的孔，以便夹紧联接硅辐射板和电极。(3)是厚0.3mm的银箔制成的电极其宽度与硅加热板相同。(4)是用厚2mm抛光石英片两面镀上金反光层而制成的辐射屏蔽，共有2片这样的石英片。将此加热器安装到RF溅射镀膜装置上，通入电流加热，用红外测温仪测量加热器各点温度，结果表明基片最高温度可达960℃，在15×30mm2的基片上温度最大差为2℃，用此加热器制备出来的BaTiO3薄膜，经测量主要指标达国内外先进水平。
权利要求1.一种由单晶硅加热片、电极、夹板组成的用于制备薄膜的单晶硅辐射加热器，其特征在于单晶硅做成型加热板①并在凹槽两边各有一凸出平台，它的两端通过夹板②与两根金属箔电极③固定；
2.按权利要求1所述的用于制备薄膜的单晶硅辐射加热器，其特征在于还包括在单晶加热板两端通过夹板与电极同时固定一屏蔽架子④；
3.按权利要求1所述的用于制备薄膜的单晶硅辐射加热器，其特征在于屏蔽架子④包括1-8层的不锈钢片或镀上反光层的石英片叠层组成。
专利摘要本实用新型涉及一种薄膜制备技术，特别是涉及一种薄膜制备中用加热器制造技术领域。本实用新型为了制备均匀厚度的大面积双面超导薄膜，从而提供一种由单晶硅加工成凹型的加热板，它通过金属夹板把电极固定在辐射屏蔽架子上构成单晶硅辐射基片加热器。该加热器使用温度达1000℃，恒温区可达70×70mm
文档编号C23C14/50GK2265986SQ9522459
公开日1997年10月29日 申请日期1995年10月27日 优先权日1995年10月27日
发明者周岳亮, 吕惠宾, 崔大复, 陈正豪, 熊旭明, 李春苓 申请人:中科院物理研究所