一种真空环境内束流监测装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种真空环境内束流监测装置，属于分子束外延设备技术领域。


背景技术：

2.分子束外延(mbe)是一种在晶体基片上生长高质量的晶体薄膜的技术。在超高真空条件下，由装有各种所需组分的炉子加热而产生的蒸气，直接喷射到适当温度的单晶基片上，就可使分子或原子按晶体排列一层层地“长”在基片上形成薄膜。
3.分子束外延系统是目前用于分子束外延的设备，其中蒸发源、束流监测装置、束流遮挡装置等是分子束外延设备的重要组成部分，蒸发源通过加热坩埚中的源料来获得稳定可控的蒸发束流，在使用过程中需要通过束流遮挡装置的放行或遮挡来实现对束流的开关控制，同时需要使用束流监测装置在衬底底部束流处，进行对束流的紧缺监控。束流是呈倒锥形照射到衬底上的，所以越靠近衬底，监测出来的束流分布越准确。
4.目前，束流监测装置无法将监测端稳定准确的送到衬底底部束流处，无法实现在对束流进行紧缺监控的前提下不影响衬底薄膜的生长。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提出一种能够实现对束流的紧缺监控且不影响衬底薄膜生长的真空环境内束流监测装置。
6.本实用新型为解决上述技术问题提出的技术方案是：一种真空环境内束流监测装置，包括束流检测机构和用于驱动其伸缩的线性运动机构；线性运动机构包括步进电机、丝杆、固定上板、纵梁、固定下板、移动中板、波纹管和运动轴，纵梁两端下方分别与固定上板和固定下板固接，丝杆可沿自身轴线旋转的设置在固定上板和固定下板之间，步进电机与固定上板固接用于驱动丝杆旋转，丝杆下方设置有下导向杆，下导向杆的两端分别与固定上板和固定下板固接，移动中板可沿下导向杆长度方向滑移的设置在固定上板和固定下板之间，移动中板固接有丝母，丝母与丝杆螺纹连接，波纹管的两端分别与移动中板的下端和固定下板的下端固接，运动轴的一端伸入波纹管并与移动中板固接，运动轴的另一端与束流检测机构固接。
7.上述技术方案的改进是：束流检测机构包括束流规保护罩、束流规和束流规限位罩，束流规限位罩与运动轴固接，束流规嵌设在束流规限位罩内，束流规保护罩套设在束流规限位罩外侧。
8.上述技术方案的改进是：固定下板下端远离波纹管的一侧固接有法兰直通，运动轴贯穿法兰直通中部设置。
9.上述技术方案的改进是：丝杆上方设置有上导向杆，上导向杆的两端分别与固定上板和固定下板固接，上导向杆贯穿移动中板设置。
10.上述技术方案的改进是：移动中板下端远离波纹管的一侧固接有法兰。
11.上述技术方案的改进是：法兰远离移动中板一侧设置有电极馈通和收集极馈通，
电极馈通和收集极馈通连接有线缆，线缆贯穿运动轴与束流规连接。
12.上述技术方案的改进是：束流规限位罩靠近运动轴的一端制有连接口，束流规限位罩在连接口处通过连接螺栓与运动轴固接。
13.上述技术方案的改进是：束流规限位罩的外侧壁制有至少两个卡柱，束流规保护罩靠近束流规限位罩的一端与卡柱对应处制有与卡柱相匹配的卡槽，束流规保护罩与束流规限位罩通过卡柱和卡槽的配合卡接固定。
14.上述技术方案的改进是：束流规保护罩远离束流规限位罩的一端开设有监测口。
15.本实用新型采用上述技术方案的有益效果是：
16.(1)本实用新型的真空环境内束流监测装置通过步进电机、丝杆和丝母的配合能够驱动运动轴的伸出和缩回，从而将束流规运送到衬底底部束流处，实现对束流的紧缺监控，检测完以后再缩回原来的位置，不影响衬底薄膜的生长，结构简单、紧凑，可以利用更小的空间来达到更准确的束流监测；
17.(2)本实用新型的真空环境内束流监测装置通过上导向杆和下导向杆的设置，能够保证移动中板的运动过程中的稳定，防止移动中板因受力发生倾斜或轻微便宜，从而保证了束流规运动的精确和稳定；
18.(3)本实用新型的真空环境内束流监测装置通过法兰直通、波纹管和法兰的组合，在使用时法兰直通与分子束外延设备密封连接，保证了分子束外延设备的密封性能，并且通过运动轴使得束流检测机构能够在真空环境内进行伸缩，从而实现了真空环境内的束流监测；
19.(4)本实用新型的真空环境内束流监测装置的束流规保护罩与束流规限位罩通过卡柱和卡槽的配合卡接固定，安装方便快捷；
20.(5)本实用新型的真空环境内束流监测装置的电极馈通用于通过线缆给束流规的灯丝供电，收集极馈通用于通过线缆反馈束流型号。
附图说明
21.下面结合附图对本实用新型作进一步说明：
22.图1是本实用新型实施例真空环境内束流监测装置的结构示意图；
23.图2是图1a处的放大图；
24.图3是本实用新型实施例真空环境内束流监测装置的束流检测机构处爆炸图；
25.图4是本实用新型实施例真空环境内束流监测装置的运动轴伸出时结构示意图；
26.其中：1-固定下板，2-纵梁，3-下导向杆，4-上导向杆，5-丝杆，6-丝母，7-步进电机， 8-法兰直通，9-固定上板，10-收集极馈通，11-电极馈通，12-监测口，13-束流规保护罩，14-运动轴，15-波纹管，16-移动中板，17-法兰，18-卡柱，19-卡槽，20-连接螺栓，21-连接口，22-束流规限位罩，23-束流规，24-线缆。
具体实施方式
27.实施例
28.本实施例的真空环境内束流监测装置，如图1-4所示，包括束流检测机构和用于驱动其伸缩的线性运动机构；线性运动机构包括步进电机7、丝杆5、固定上板9、纵梁2、固定下
板1、移动中板16、波纹管15和运动轴14，纵梁2两端下方分别与固定上板9和固定下板1 固接，丝杆5可沿自身轴线旋转的设置在固定上板9和固定下板1之间，步进电机7与固定上板9固接用于驱动丝杆5旋转，丝杆5下方设置有下导向杆3，下导向杆3的两端分别与固定上板9和固定下板1固接，移动中板16可沿下导向杆3长度方向滑移的设置在固定上板 9和固定下板1之间，移动中板16固接有丝母6，丝母6与丝杆5螺纹连接，下导向杆3贯穿丝母6下端设置，波纹管15的两端分别与移动中板16的下端和固定下板1的下端固接，运动轴14的一端伸入波纹管15并与移动中板16固接，运动轴14的另一端与束流检测机构固接。
29.本实施例的真空环境内束流监测装置的束流检测机构包括束流规保护罩13、束流规23 和束流规限位罩22，束流规限位罩22与运动轴14固接，束流规23嵌设在束流规限位罩22 内，束流规保护罩13套设在束流规限位罩22外侧。
30.本实施例的真空环境内束流监测装置的固定下板1下端远离波纹管15的一侧固接有法兰直通8，运动轴14贯穿法兰直通8中部设置。丝杆5上方设置有上导向杆4，上导向杆4的两端分别与固定上板9和固定下板1固接，上导向杆4贯穿移动中板16设置。移动中板16 下端远离波纹管15的一侧固接有法兰17。法兰17远离移动中板16一侧设置有电极馈通11 和收集极馈通10，电极馈通11和收集极馈通10连接有线缆24，线缆24贯穿运动轴14与束流规23连接。
31.本实施例的真空环境内束流监测装置的束流规限位罩22靠近运动轴14的一端制有连接口21，束流规限位罩22在连接口21处通过连接螺栓20与运动轴14固接。束流规限位罩22 的外侧壁制有至少两个卡柱18，束流规保护罩13靠近束流规限位罩22的一端与卡柱18对应处制有与卡柱18相匹配的卡槽19，束流规保护罩13与束流规限位罩22通过卡柱18和卡槽19的配合卡接固定。束流规保护罩13远离束流规限位罩22的一端开设有监测口12。
32.本实施例的真空环境内束流监测装置在使用时通过步进电机7驱动丝杆5旋转，使得丝母6带动移动中板16移动，从而带动运动轴14实现伸出和缩回，从而将束流规23运送到衬底底部束流处，实现对束流的紧缺监控，检测完以后再缩回原来的位置，不影响衬底薄膜的生长，结构简单、紧凑，可以利用更小的空间来达到更准确的束流监测；在运动轴14伸出和缩回的同时，波纹管15也同时进行伸出和缩回，从而保证了分子束外延设备的密封性。
33.本实用新型不局限于上述实施例。凡采用等同替换形成的技术方案，均落在本实用新型要求的保护范围。