我們針對(duì)多組分材料研究中對(duì)更高通量需求的解決方案：多束濺射沉積。

這是一種基于離子束濺射的獨(dú)特薄膜沉積幾何結(jié)構(gòu)，通過(guò)我們超緊湊且超低功耗的電子回旋共振（ECR）技術(shù)產(chǎn)生多束離子束。一個(gè)關(guān)鍵特性是，使用非常緊湊的濺射靶材，能夠在固定的基底上實(shí)現(xiàn)成分和厚度的均勻沉積，或者進(jìn)行可控梯度的沉積。這一切都集成在一個(gè)高度自動(dòng)化且占地面積極小的系統(tǒng)中。

離子束沉積 “輕松實(shí)現(xiàn)”

通常認(rèn)為，用于離子束沉積的系統(tǒng)體積龐大且復(fù)雜。而我們的多束沉積系統(tǒng)試圖打破這一觀念。我們相信，由于我們系統(tǒng)的概念完全不同，如今離子束沉積可以 “輕松實(shí)現(xiàn)”。

可調(diào)節(jié)的沉積參數(shù)：在大電流和能量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的離子束
易于系統(tǒng)操作：本質(zhì)可靠的離子源類型以及便捷的用戶界面
低系統(tǒng)維護(hù)：采用專利設(shè)計(jì)，保護(hù)離子源和反應(yīng)腔免受沉積影響

動(dòng)一個(gè)工藝，該系統(tǒng)能夠基于多達(dá) 24 個(gè)（取決于源的數(shù)量）獨(dú)立靶材沉積幾乎任何固體靶材材料的薄膜。例如，除了用于源操作的惰性氣體之外，還可以通過(guò)在樣品附近使用第二種氣體來(lái)進(jìn)行氮化物或氧化物薄膜的反應(yīng)性沉積。

我們的方法與傳統(tǒng)離子束濺射沉積方法一樣 “對(duì)樣品友好”：襯底可以是敏感材料，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)受到等離子體的侵蝕（等離子體被限制在源腔中），無(wú)需對(duì)樣品進(jìn)行偏壓，并且樣品加熱極小。

我們的系統(tǒng)所制備的薄膜質(zhì)量是離子束濺射沉積的典型質(zhì)量。薄膜致密且光滑，通常為納米晶性質(zhì)，并且不含有（來(lái)自源的）惰性氣體。我們系統(tǒng)的非標(biāo)準(zhǔn)幾何結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)半共形沉積。

多種類型的多組分薄膜

我們沉積系統(tǒng)所采用的源技術(shù)為多組分薄膜的制備提供了巨大的可能性。

首先，這是因?yàn)槲覀兊碾娮踊匦舱瘢‥CR）離子源在束流和能量方面都有較大的操作窗口。其次，每個(gè)離子源都通過(guò)獨(dú)立的射頻電源進(jìn)行單獨(dú)控制。最后，這些離子源易于單獨(dú)開(kāi)啟和關(guān)閉。這不僅能夠?qū)崿F(xiàn)多組分材料的均勻沉積，還能對(duì)非均勻多組分材料的沉積進(jìn)行控制。對(duì)于旨在快速發(fā)現(xiàn)新材料的組合薄膜合成而言，襯底上的非均勻成分分布可能具有重要意義。從垂直方向上的非均勻成分分布，例如，對(duì)于改善薄膜在襯底上的附著力，或者創(chuàng)建連續(xù)變化的折射率可能會(huì)很有用。

合金與化合物沉積：在整個(gè)成分范圍內(nèi)控制化學(xué)計(jì)量比
功能梯度薄膜：在工藝過(guò)程中改變單個(gè)源的沉積速率和 / 或能量
多層沉積：通過(guò)單獨(dú)打開(kāi)和關(guān)閉源來(lái)制備多層薄膜

系統(tǒng)規(guī)格（MBS – 24）
?50x50x50 厘米真空室
?直徑 32 厘米源環(huán)
?多達(dá) 24 個(gè)離子源（獨(dú)立射頻電源）
?每個(gè)離子源 0 – 500 微安
?5 – 10 千伏離子束能量
?油冷（源環(huán)和靶材）
?羅茨泵 15 立方米 / 小時(shí)，渦輪分子泵 700 升 / 秒
?源氣體入口：如氬氣（Ar）、氙氣（Xe）
?工藝沉積
?實(shí)時(shí)自動(dòng)束流調(diào)諧
?可定制樣品（頂部）裝載
?在直徑 10 厘米（靜態(tài)）上，70 納米 / 小時(shí)的均勻性為 ±2%
?多達(dá) 4 種成分的均勻薄膜
?反應(yīng)氣體入口：如氧氣（O2）、氮?dú)猓∟2）
?薄膜厚度監(jiān)測(cè)