克努曾箱蒸发源装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种蒸发源装置，尤其设及一种分子束外延生长的蒸发源装置。【背景技术】
[0002] 分子束外延生长是一种新型、精确可控的薄膜生长技术，在1(T8化超高真空W下 W0.rinm/s量级的慢沉积速率蒸发锻膜，超高真空腔体中，蒸发源加热相应的元素将蒸发 出的分子蒸锻到衬底上。分子束外延生长可W精确控制薄膜组分与薄膜厚度，在低维量子 强关联体系，高温超导，新型半导体材料，超晶格新型器件等领域发挥着不可替代的作用。 蒸发源的精度严重影响着分子束外延生长系统的精度。而温度的控制与保持是影响蒸发 源精度的重要因素，因而一种可W精确地对温度控制与保持的加热系统具有十分积极的意 义。
[0003] 另一方面，分子束外延生长系统中通常有多个装有不同元素的蒸发源，通过精确 地控制蒸发源挡板的开关时间可W在保持蒸发源热平衡的情况下精确地控制某一元素的 蒸发时间与生长系统中达到衬底的元素流，利用挡板周期性的开关可W生长可控制层厚的 超晶格结构，在制造微波器件，高温超导材料等领域具有广阔的前景。因而一种可W精确高 效并且便捷的地控制挡板的系统具有十分重要的意义。
[0004] 克努曾箱（KnudsonCell)蒸发源是一种高精度的分子束外延生长系统蒸发源，箱 前有小口供分子束出射，使用过程中，箱内保持准平衡态，使分子束的组分与流量不变，箱 前有挡板控制蒸发时间，但是其温度的控制与保持、挡板的控制却一直制约着其精度的提 高。在克努曾箱蒸发源的启动开始阶段，低温区间内，其温度剧烈变化不能稳定，温度漂移 大。启动一段时间后，进入高温区间，虽然其温度漂移将变小，但整个过程都存在，该是由于 系统工作过程中箱内准热平衡不能很好地保持造成的。另外，在停止加热时，由于热福射与 热传导，系统温度下降过快。通过对现有克努曾箱蒸发源的测试与分析，发现其加热方式， 加热丝的选取与构造，热福射的屏蔽与否均是产生温度误差的主要原因，而挡板部件的设 计也无法达到高效、精确、便捷的要求。
[0005] 例如德国CreaTecFischer&Co.GmbH公司与MBEComponents公司的克努曾箱蒸 发源设计，该设计采用的加热方式为鹤丝或粗丝绕于相蜗周围热福射加热，但存在W下问 题；加热丝缠绕稀疏，加热不均匀；加热丝呈直角弯折，易断裂；热福射严重，温度不稳定。 两种设计的挡板装置均是采用磁力杆手动开关，不能够电动操控，费时费力且不能够实现 高效、精确控制与远程实验控制。两种设计在实际应用中均有较大的问题。 【实用新型内容】
[0006] 有鉴于此，探索新的克努曾箱蒸发源装置，特别是一种具有稳定加热功能的克努 曾箱蒸发源装置具有十分重要的意义。
[0007] 一种克努曾箱蒸发源装置，其包括；一克努曾箱蒸发源，包括一相蜗、一固定架W 及一加热丝结构，所述固定架为笼状结构，环绕所述相蜗设置，所述加热丝通过所述固定架 固定，并环绕所述相蜗设置；一电动挡板装置，该电动挡板装置包括一挡板支撑杆、一挡 板、一永久磁铁具有两个磁极、一第一电磁线圈W及一第二电磁线圈，所述挡板W及永久磁 铁分别设置于所述挡板支撑杆的相对两端，所述克努曾箱蒸发源靠近所述挡板固定于所述 挡板支撑杆，并相对于所述挡板支撑杆转动，所述挡板与所述相蜗相对设置，所述第一电磁 线圈W及所述第二电磁线圈分别所述永久磁铁的两个磁极相对设置。
[000引与现有技术相比，本实用新型所提供的克努曾箱蒸发源装置具有W下优点：
[0009] 1、加热丝缠绕均匀且密集，解决了现有技术对相蜗加热不均匀的缺点。
[0010] 2、加热丝使用支架支撑，整体弯折较小，不易断裂且形状固定，重复使用状态稳 定，加热至高温后加热丝变软也不会发生形变而引发短路、加热效率低、加热不均匀等问 题。
[0011] 3、采用热福射加热，加热效率高，加热快且最高温度达1650 °C。
[0012] 4、电动挡板装置解决了W往蒸发源装置需要手动开关的不便，实现了电脑控制与 远程实验的需要，保证了控制的精度。
【附图说明】
[0013] 图1为本实用新型第一实施例的克努曾箱蒸发源的结构示意图。
[0014] 图2为应用本实用新型第一实施例的克努曾箱蒸发源的爆破结构示意图。
[0015] 图3为本实用新型第二实施例的克努曾箱蒸发源装置的结构示意图。
[0016] 图4为本实用新型第二实施例的克努曾箱蒸发源装置的爆破结构示意图。
[0017] 主要元件符号说明 [001 引
[0019] 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本实用新型。
【具体实施方式】
[0020] 下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的阐述。参照附图，应理解，该些实 施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实 用新型讲授的内容后，本领域技术人员可w对本实用新型作各种改动或修改，该些等价形 式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0021] 请参阅图1，本实用新型实施实例提供一种克努曾箱蒸发源100,其包括；一相蜗 10、一固定架20、一加热丝30。所述固定架20环绕所述相蜗10设置，并用于固定所述加热 丝30。
[0022] 请一并参阅图2,所述相蜗10为圆柱形，具有相对的两端，其中，一端开口，一端封 闭，形成一个材料收纳部12W及一个开口 14。使用时，将蒸发材料放置在所述材料收纳部 12中，加热蒸发后蒸发材料的分子从所述开口 14蒸锻到一个衬底上，从而获得一薄膜材 料。该相蜗10的材料包括Al2〇3陶瓷、粗、PBN(聚蒙二酸了醇醋)、石墨、石英、鹤、钢等，形状 圆柱形、侧面带有一定倾斜角度的圆台型、锥形、四方体型等，其最基本的特征是具有放置 蒸发材料的材料收纳部12W及一面向基底的开口 14。本实施例中，该相蜗10为Al2〇3陶瓷 材料制成，具体形状为中空的圆柱，其侧面与底部壁厚1mm，外径10mm，在其顶部有开口 14， 开口处具有宽约3mm的外延用W将所述材料收纳部12支撑在固定架20上。
[0023] 所述固定架20为笼式结构，其包括一第一绝热支撑板22、一第二绝热支撑板24W 及多个绝热支撑杆26。所述多个绝热支撑杆26固定于所述第一绝热支撑板与所述第二绝 热支撑板24之间。所述多个绝热支撑杆26间隔设置，并固定于所述第一绝热支撑板22与 所述第二绝热支撑板24之间的方式不限，可W用粘结剂固定，也可W采用机械固定，如馴 钉或者卡扣的方式，或者也可W与所述第一绝热支撑板22及所述第二绝热支撑板24通过 一体成型的方式形成一个整体。第一绝热支撑板22具有一个通孔224,所述第一绝热支撑 板22、所述第二绝热支撑板24及所述多个绝热支撑杆26共同围成一个收纳空间28。所述 相蜗10的材料收纳部12通过所述通孔224设置在所述收纳空间28内，并被所述多个绝热 支撑杆26环绕设置。
[0024] 所述第一绝热支撑板22、一第二绝热支撑板24W及多个绝热支撑杆26为绝热材 料制成，该绝热材料包括Al2〇3陶瓷，PBN，可加工陶瓷等。本实施例中，所述第一绝热支撑板 22为由Al2〇3陶瓷材料制成的片状圆环，内径为12mm，外径为18mm;所述第二绝热支撑板24 为Al2〇3陶瓷材料制成的片状圆板，外径为18mm;所述多个绝热支撑杆26为A12〇3陶瓷材料 制成的圆柱状杆，其上有固定所述加热丝30的固定结构29,例如孔，槽或者沟等等。
[0025] 所述加热丝30通过所述固定架20固定，环绕所述相蜗10设置，并与所述相