一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，克服了現(xiàn)有技術(shù)采用磁力桿進(jìn)行樣品傳遞交接，由于磁力桿只能在真空室外進(jìn)行操作，當(dāng)兩個(gè)真空室距離較遠(yuǎn)時(shí)，需要增加磁力桿的長(zhǎng)度，且需要兩人或兩人以上配合操作來(lái)調(diào)節(jié)距離和角度，或者從兩側(cè)真空室進(jìn)料，增加真空室開(kāi)口和真空室與法蘭之間的焊點(diǎn)，增加設(shè)備加工成本的問(wèn)題，特征是采用轉(zhuǎn)動(dòng)組件和加工有螺旋曲線(xiàn)滑道的導(dǎo)向套實(shí)現(xiàn)樣品交接，有益效果是，可以把整套機(jī)構(gòu)安裝在真空室里，減少了真空室開(kāi)口，從而減少了真空室不必要的漏點(diǎn)，該機(jī)構(gòu)安裝在兩個(gè)真空室之間，1人就可以在真空室外操作，便于觀察樣品交接情況，由于采用螺旋滑道，可以實(shí)現(xiàn)樣品叉自動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度，不需要人為或者機(jī)械手來(lái)調(diào)節(jié)角度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于真空【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及用于線(xiàn)列式激光分子束沉積聯(lián)合鍍膜系統(tǒng)在多個(gè)真空室之間進(jìn)行基片交接的一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)用于在晶體基片上生長(zhǎng)高質(zhì)量的晶體薄膜，在超高真空條件下，由裝有各種所需組分的加熱爐加熱而產(chǎn)生的蒸氣，經(jīng)小孔準(zhǔn)直后形成的分子束或原子束，直接噴射到適當(dāng)溫度的單晶基片上，同時(shí)控制分子束對(duì)襯底掃描，就可使分子或原子按晶體排列一層層地“長(zhǎng)”在基片上形成薄膜，由于其使用的襯底溫度低，膜層生長(zhǎng)速率慢，束流強(qiáng)度易于精確控制，膜層組分和摻雜濃度可隨源的變化而迅速調(diào)整，運(yùn)用該系統(tǒng)已能制備薄到幾十個(gè)原子層的單晶薄膜，以及交替生長(zhǎng)不同組分、不同摻雜的薄膜而形成的超薄層量子阱微結(jié)構(gòu)材料。在實(shí)際運(yùn)用中，由于對(duì)形成薄膜材質(zhì)的需求不同，所以需要對(duì)基片進(jìn)行更換，但同時(shí)又要求不影響真空度，所以需要在真空系統(tǒng)里面進(jìn)行基片交接，現(xiàn)有技術(shù)中，在不破壞系統(tǒng)真空的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)真空室與真空室之間的基片交接，通常是采用磁力桿來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由于蒸發(fā)系統(tǒng)由三個(gè)真空室組成，分別為L(zhǎng)MBE (激光分子束外延)室、放樣室和磁控室，其中磁控室加熱爐與水平面平行，而LMBE室的加熱爐和放樣室的基片庫(kù)與水平面有一定角度，需要在基片傳遞過(guò)程中將基片叉旋轉(zhuǎn)一定角度以?shī)A持基片，現(xiàn)有技術(shù)中，磁力桿只能在真空室外進(jìn)行操作，只有與基片叉連接的內(nèi)套可以進(jìn)入真空室，當(dāng)兩個(gè)真空室距離較遠(yuǎn)時(shí)，需要增加磁力桿的長(zhǎng)度，這樣操作起來(lái)很不方便，操作者不易觀察基片叉的旋轉(zhuǎn)角度，也看不到基片叉與加熱爐之間的位置，單獨(dú)一人操作具有較大難度，需要兩人或兩人以上配合操作來(lái)調(diào)節(jié)距離和角度，或者從兩側(cè)真空室進(jìn)料，這樣就需要兩套磁力桿，同時(shí)需要在真空室上增加兩處連接法蘭，從而增加真空室開(kāi)口和真空室與法蘭之間的焊接點(diǎn)，增加設(shè)備加工成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，`克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，提供一種可以實(shí)現(xiàn)變向傳動(dòng)定位，一人即可容易進(jìn)行基片交接操作的一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)。
[0004]本發(fā)明采取的技術(shù)方案包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件和導(dǎo)向套，所述導(dǎo)向套的基體為無(wú)縫圓管，在無(wú)縫圓管基體上加工有導(dǎo)向滑道和螺紋安裝孔，所述導(dǎo)向滑道為螺旋曲線(xiàn)滑道，所述轉(zhuǎn)動(dòng)主件有一個(gè)由導(dǎo)磁材料制作的定位冒，定位冒右端設(shè)有定位塊，定位冒左端設(shè)有2個(gè)對(duì)稱(chēng)的磁鐵吸合塊，在定位冒中間安裝內(nèi)支撐套，在內(nèi)支撐套兩端各安裝I個(gè)深溝球軸承，在定位冒右側(cè)穿入轉(zhuǎn)動(dòng)軸并穿過(guò)內(nèi)支撐套和深溝球軸承，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸上安裝擋圈，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸上設(shè)有磁鐵固定座、基片叉連接孔、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔和定位臺(tái)，定位臺(tái)上根據(jù)基片叉實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度加工出2個(gè)定位面，2個(gè)定位面之間的夾角為α，在磁鐵固定座中安裝磁鐵，然后用螺母鎖緊固定，在導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔中安裝導(dǎo)向銷(xiāo)，并用緊定螺釘鎖緊固定。[0005]所述螺紋安裝孔沿?zé)o縫圓管徑向按120°均布，左右2排共6個(gè)螺紋安裝孔。
[0006]所述導(dǎo)向滑道的螺距為80_~200mm。
[0007]所述導(dǎo)向銷(xiāo)的長(zhǎng)度為30mm~60mm。
[0008]所述定位臺(tái)2個(gè)定位面之間的夾角α為50°~160°。
[0009]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是:
(O由于采用變向傳動(dòng)定位結(jié)構(gòu)，可以把整套結(jié)構(gòu)安裝在真空室里，可以減少真空室開(kāi)口，從而減少真空室不必要的漏點(diǎn)。
[0010](2)該變向機(jī)構(gòu)安裝在兩個(gè)真空室之間，一人就可以通過(guò)安裝在真空室外的手輪進(jìn)行操作，且便于觀察真空室基片交接情況。
[0011](3)由于采用螺旋滑道可以實(shí)現(xiàn)基片叉自動(dòng)旋轉(zhuǎn)角度，不需要人為或者機(jī)械手來(lái)調(diào)節(jié)角度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)立體圖，
圖2是本發(fā)明導(dǎo)向套的主視剖面圖，
圖3是圖2的左視圖，
圖4是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)組件的立體圖，
圖5是本發(fā)明轉(zhuǎn)動(dòng)組件的主視圖，
圖6是圖5的左視圖，
圖7是圖5的右視圖，
圖8是圖7的B— B剖視圖，
圖9是轉(zhuǎn)動(dòng)軸的立體圖。
[0013]圖中:
1.轉(zhuǎn)動(dòng)組件，
1-1.導(dǎo)向銷(xiāo)，
1-2.定位冒，
1_2_1.定位塊，1-2-2.磁鐵吸合塊，
1-3.轉(zhuǎn)動(dòng)軸，
1-3-1.磁鐵固定座，1-3-2.基片叉連接孔，1-3-3.導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔，1_3_4.定位臺(tái)，
1-4.磁鐵，
1-5.內(nèi)支撐套，
1-6.緊定螺釘，
1-7.深溝球軸承，
1-8.擋圈，
1_9.六角螺母，
2.導(dǎo)向套，
2-1.導(dǎo)向滑道，2-2.螺紋安裝孔。
【具體實(shí)施方式】[0014]如圖1所示,本發(fā)明包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件I和導(dǎo)向套2,所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件I可以在導(dǎo)向套2中移動(dòng)，并在移動(dòng)過(guò)程中轉(zhuǎn)動(dòng)；
如圖1、圖2和圖3所示，所述導(dǎo)向套2的基體為無(wú)縫圓管，在無(wú)縫圓管基體上加工有導(dǎo)向滑道2-1和螺紋安裝孔2-2，所述螺紋安裝孔2-2沿?zé)o縫圓管徑向按120°均布，左右2排，共有6個(gè)螺紋安裝孔2-2，所述導(dǎo)向滑道2-1為螺旋曲線(xiàn)滑道，該螺旋曲線(xiàn)滑道的螺距為80mm~200mm,具體螺距大小根據(jù)導(dǎo)向套的寬度確定；
如圖4~圖8所示，所述轉(zhuǎn)動(dòng)主件I有一個(gè)由導(dǎo)磁材料制作的定位冒1-2，定位冒1-2右端設(shè)有定位塊1-2-1，定位冒1-2左端設(shè)有2個(gè)對(duì)稱(chēng)的磁鐵吸合塊1-2-2，在定位冒1_2中間安裝內(nèi)支撐套1-5，在內(nèi)支撐套1-5兩端各安裝I個(gè)深溝球軸承1-7，在定位冒1-2右側(cè)穿入轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3并穿過(guò)內(nèi)支撐套1-5和深溝球軸承1-7，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3上在轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3上安裝擋圈1-8，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3上設(shè)有磁鐵固定座1-3-1、基片叉連接孔1-3-2、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔1-3-3和定位臺(tái)1-3-4，所述定位臺(tái)1-3-4上根據(jù)基片叉實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度加工出兩個(gè)定位面，兩個(gè)定位面之間的夾角ct為50°~180° ,磁鐵固定座1-3-1中安裝磁鐵1-4,然后用六角螺母1-9鎖緊固定，在導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔1-3-3中安裝導(dǎo)向銷(xiāo)1-1，并用緊定螺釘1-6鎖緊固定，為了保證導(dǎo)向銷(xiāo)1-1在導(dǎo)向滑道2-1中沿導(dǎo)向滑道2-1的螺旋曲線(xiàn)滑道方向滑動(dòng)的行程，所述導(dǎo)向銷(xiāo)1-1的長(zhǎng)度必須保證在導(dǎo)向套2的內(nèi)半徑與內(nèi)徑之間，經(jīng)試驗(yàn)確定該導(dǎo)向銷(xiāo)1_1的長(zhǎng)度為30_~60_。
[0015]使用時(shí)，通過(guò)導(dǎo)向套2的6個(gè)螺紋安裝孔2-2將導(dǎo)向套2安裝在激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)的真空室連接管內(nèi)，通過(guò)定位冒1-2將轉(zhuǎn)動(dòng)組件I安裝在激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)的真空室內(nèi)的傳遞齒條的方軸上，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3上的基片叉連接孔1-3-2連接基片叉，將基片夾在基片叉上，通過(guò)齒條傳動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件I運(yùn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)組件I運(yùn)動(dòng)到導(dǎo)向套2時(shí)，導(dǎo)向銷(xiāo)1-1滑進(jìn)導(dǎo)向滑道2-1，沿著導(dǎo)向滑道2-1的螺旋曲線(xiàn)滑道繼續(xù)前行，進(jìn)而改變角度，當(dāng)從導(dǎo)向滑道2-1滑出時(shí)，磁鐵1-4與磁鐵吸合塊1-2-2靠磁力吸合繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3與定位塊1-2-1碰撞時(shí)，轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3通過(guò)定位塊1-2-1定位，轉(zhuǎn)動(dòng)軸1-3停止旋轉(zhuǎn)，從而達(dá)到了轉(zhuǎn)動(dòng)角度的要求，轉(zhuǎn)動(dòng)組件I繼續(xù)前行到加熱爐表面中心，實(shí)現(xiàn)基片交接，反之沿螺旋曲線(xiàn)滑道退回，準(zhǔn)備進(jìn)行下一次操作交接。`
【權(quán)利要求】
1.一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，包括轉(zhuǎn)動(dòng)組件(I)和導(dǎo)向套(2)，其特征在于，所述導(dǎo)向套(2)的基體為無(wú)縫圓管，在無(wú)縫圓管基體上加工有導(dǎo)向滑道(2-1)和螺紋安裝孔(2-2)，所述導(dǎo)向滑道(2-1)為螺旋曲線(xiàn)滑道，所述轉(zhuǎn)動(dòng)組件(I)有一個(gè)用導(dǎo)磁材料制作的定位冒(1-2)，定位冒(1-2)右端設(shè)有定位塊(1-2-1)，定位冒(1-2)左端設(shè)有2個(gè)對(duì)稱(chēng)的磁鐵吸合塊(1-2-2 )，在定位冒(1-2 )中間安裝內(nèi)支撐套(1-5 )，在內(nèi)支撐套(1-5 )兩端各安裝I個(gè)深溝球軸承(1-7)，在定位冒(1-2)右側(cè)穿入轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1-3)并穿過(guò)內(nèi)支撐套(1-5)和深溝球軸承(1-7)，在轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1-3)上安裝擋圈(1-8)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)軸(1-3)上設(shè)有磁鐵固定座(1-3-1)、基片叉連接孔(1-3-2)、導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔(1-3-3)和定位臺(tái)(1-3-4)，定位臺(tái)(1-3-4)上根據(jù)基片叉實(shí)際轉(zhuǎn)動(dòng)角度加工出2個(gè)定位面，2個(gè)定位面之間的夾角為α，在磁鐵固定座(1-3-1)中安裝磁鐵(1-4)，然后用螺母(1-9)鎖緊固定，在導(dǎo)向銷(xiāo)安裝孔(1-3-3)中安裝導(dǎo)向銷(xiāo)(1-1 )，并用緊定螺釘(1-6)鎖緊固定。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述螺紋安裝孔(2-2)沿?zé)o縫圓管徑向按120°均布，左右2排共6個(gè)螺紋安裝孔(2-2)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向滑道(2-1)的螺距為80_~200mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述導(dǎo)向銷(xiāo)(1-1)的長(zhǎng)度為30mm~60mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種激光分子束蒸發(fā)系統(tǒng)變向傳動(dòng)定位機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述定位臺(tái)(1-3-4) 2個(gè)定位面之間的 夾角α為50°~160°。
【文檔編號(hào)】C23C14/28GK103820757SQ201410101107
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】董毅, 李洪亮, 閻佐健, 董捷 申請(qǐng)人:沈陽(yáng)慧宇真空技術(shù)有限公司