PLD设备安装、调试及维护操作规程.

PLD设备安装、调试及维护操作规程
(一)沉积室的拆卸与加热灯的更换
1、法兰（frange）的拆卸与安装
对称松动法兰盘上的螺栓，取出螺栓，拿下法兰盘和密封圈（gasket，Cu材料）。

更换新的密封圈，用酒精清洗干净法兰与密封圈，观察表面是否干净、光滑且无明显划痕，然后装好法兰与密封圈，对称上好螺栓。

先用手拧紧，再用扳手轻轻拧紧（严禁用死力，每次每个螺栓拧紧约1/8周，顺时针拧紧螺栓，共循环4~6次）。

2、排除基板加热系统内的冷却水
打开空气压缩机，通过压力表调节气体总压力为0.5MPa，通过拉下旋钮调节排水用的气体压力到0.05MPa。

关掉冷却机，停止冷却水循环，打开冷却机上的进、出水阀门。

将气体压力表旁边的进、出水旋钮由开打至排水，用空气将基板加热系统内的水排出。

3、卸掉冷却水管、热电偶线、基板加热电源线、基板转动马达线，拔掉2根控制遮板（shutter）动作
的气管。

按1所示的操作打开沉积室上盖的法兰（该法兰有24个螺栓），用升降机将上盖取下，去掉加热灯罩外面的4个螺丝，然后放在台架上，并用两个螺栓固定住。

4、拆开加热灯电源线，打开固定灯的螺丝，从下面取出加热灯。

用万用表检查新灯的好坏，然后擦
干净加热灯。

5、反顺序安装新的加热灯，通过镜子观察调整加热灯在罩子的中心位置并固定好。

用万用表检查电
源有无短路，加热灯与上盖有无联通。

(二)沉积室和样品交换室由大气状态抽至高真空
1、关闭
2、20Pa，按下TC2
表显示的压力又下降到10Pa时，开启
3、等2进行一段时间后，如下降至20Pa，按下
和10Pa时，再开启
4、待90％、Normal”时）
5、开始显示沉积室内的真空度（最高真空度可以达到10-7Pa）。

10-5Pa）。

(三)激光器的安装与调试
1、打开激光器背面的螺丝，取下上盖，将底脚三个螺丝松开，转成45度角，拧紧螺丝固定在底板上，
再扣上上盖。

2、打开激光器的能源机箱，加入冷却激光器用的高纯纯净水。

拔出机箱上的
匙打开电源，此时冷却水开始在激光器中循环，造成水位下降，需继续加水至满。

激光器使用一
段时间后，应检查水位情况，不够时要及时加水。

3、激光遥控器（Remote control）的操作
接通遥控器，此时15
按下激光遥控器的configuration flashlamp—internal”、
“Q-switch—internal”，表示为手动控制激光发射。

通过遥控器中间的和按钮可改变flashlamp—
internal→external、Q-switch—internal→external（同时，此时为计算机控制，手动遥控器不起作用。

4、本系统所用激光的波长为355nm，频率为10Hz，都为固定值。

最大能量为200mJ，可通过旋转激
光器顶部的两个旋钮来调节能量大小（听激光打到纸上时声音的大小，声音越大，表示激光能量越大），但初次调整后一般不要再调整。

5、激光束的调整
通过两个反射镜（反射角分别为45︒和22.5︒）和一个凸透镜来调整激光束照射在靶的边缘部分。

激光能量密度可以通过调整透镜位置（焦点位置）以改变激光束的大小来调整（注意不要将焦点置于靶上，防止能量过大）。

调整时，用有颜色的纸来观察激光束的照射斑点的形状（为防止激光打下的纸屑飘落污染环境，该纸要装在封闭的塑料袋中），一般圆点或近似圆点比较好。

(四)基板加热操作
1、获得加热电流—达到温度的对应关系曲线
打开控制柜上的off-on）。

将温控表中目标温度CV设为一
较大值（1000℃以上），分别调整
值。

记录下不同的电流值与其对应的温度，做二者的关系曲线（一般为直线关系）备查。

2、自整定操作
按下▲、▼设定目标温度值，然后按住温控表上的2秒钟，当屏幕显示PID/ATU时，选择ATU。

先手动升温接近目标温度，然后按Run键，此时AT灯闪灭，开
始自整定（电流加大，温度升高至目标温度，然后电流突降至零）。

随后电流重新开始上升，开始第二次整定。

自整定3次后，即确定了适用于目标温度的最优PID值并记录下来，此时升温由PID控制。

若目标温度相差不大（100℃以内），可不必每次都进行自整定。

实验前，可以通过自整定得到不同温度的PID值，然后按2秒钟，通过调整▲、▼找到PID1，输入不同温度的PID值就可以不必进行新的自整定。

注意事项：
1、空压机的三个作用：
（1）用于开启、关闭靶与基板之间的遮板，该遮板用于遮挡羽辉（激光对靶照射预处理时，阻挡开始产生的脏羽辉沉积在基片上，以免影响成膜的质量）。

（2）控制FV1、FV2、FV3三个阀门。

（3）更换加热灯前排除基板加热系统内的残留冷却水。

2、激光器应使用高纯度的纯净水冷却，该纯净水经过过滤器进行循环，配有两个水管：一根用于换
水用，另一根用于排除水中的空气。

如长期不用，每周至少开水循环两次，每次1小时左右。

3、两个反射镜的反射角不同，使用时注意区别。

反射镜圆周上箭头所指的方向为激光照射方向，其
表面有七种不同材料的涂层，反射率达99.5%。

为防止污染，反射镜和透镜的表面禁止用手触摸。

4、冷却机中的循环水用于冷却基板加热系统，应尽量使用纯净水，正常使用温度为20~24 C。

加水
时要没过冷却水管少许，水不流动或较脏时必须更换（放水开关在冷却机的背面）。

5、沉积室应时刻保持高真空（10-6Pa），RP1、TMP1泵必须24小时运转。

停电时，沉积室可自动封
闭，来电后请重新启动抽真空。

6、为快速抽真空，事先可用加热带缠在沉积室和样品交换室的外表面，加热到150℃左右，保温20
小时以上。

7、RP泵所使用的泵油（型号：ALLATEL2000）要4~6个月更换一次，其价格约为20~50元/升。

PLD日常操作规程
(一) 开启冷却水
1、接通总电源；
2、按下冷却机背面的off/on键开启冷却机；
3、打开冷却机面板上的20~24 C）；
4、按下
5、按下；
6、检查水管接头是否牢固，接头处是否漏水。

(二) 安装基板与靶
1、实验前几天先用无水乙醇将基板（厚度一般<1mm）与靶（厚度一般3~5mm）清洗干净，放置一
段时间，待乙醇挥发后备用；
2、将靶用胶粘在靶托上，用热风把靶吹干，放置15min，使胶凝固；
3、将基板托上的螺丝松开后，放上基板并固定在上面。

基板托上的其它螺丝孔也要从背面拧上螺丝，
防止蒸发的羽辉通过这些孔进入加热灯造成污染；
4、将基板和靶放入样品交换室内的样品台上，每次可同时放入2个基板和4个靶。

(三) 抽真空
1、关闭
2、20Pa，按下TC2
表显示的压力又下降到10Pa时，开启
3、等2进行一段时间后，如下降至20Pa，按下
和10Pa时，再开启
4、待90％、Normal”时）
慢慢开启打开控制柜和
(四) 送入基板和靶
1、旋转样品交换室下部的旋钮，使样品台上升至与取样杆在同一水平位置。

再转动另一个旋钮，调
节基板或靶与取样杆吻合。

伸入取样杆，用其托住基板或靶；
2、旋转控制样品台升降的螺扭，慢慢下降样品台，使基板或靶完全由取样杆托住，抽回取样杆，再
继续降低样品台至交换室的底部；
3、当控制柜上的10-4Pa
室与沉积室；
4、慢慢将已装有基板或靶的取样杆送入沉积室，并通过观察镜监测取样杆的位置，逐渐靠近沉积室
顶部的基板台或底部的靶台；
5、通过旋转沉积室顶部或底部的旋钮，调整基板台或靶台到合适位置，使基板或靶刚好放入。

慢慢
旋转旋钮，使基板台或靶台上升托起基板或靶，再完全退出取样杆，最后关闭
(五) 接通激光器
1、
2、接通遥控器，此时
“configuration”，通过调整遥控器中间的按钮使下拉菜单显示“flashlamp—external”、
“Q-switch—external”，设定操作由计算机控制，手动操作禁止；
3、约15
待计算机控制激光发射。

(六) 加热基板
1、检查冷却水是否正常；
2、打开控制柜上的off-on）；
3、按下温控表中的Reset，按Set，出现ET1，设定升温曲线；
4、调节控制柜上的
应关系曲线查到，此加热电流应取曲线上目标温度所对应电流的1.2倍）；
5、按下Run键（Out灯亮），开始由PID稳定控制升温过程直至目标温度CV。

(七) RHEED操作
1、打开控制柜上的
2、确认RHEED遥控器上的HV、Filament仪表指示都为零（若不为零，则HV不起作用），按下控
3、将遥控器上的HV旋钮慢慢调整到20~25KV，调Filament旋钮将呈现在窗口的电子束由多点聚集
成一点（此时Filament的值约为2.5），调节Focus旋钮使电子束聚焦；
4、通过DEFX、DEFY调整电子束与基片的位置，当电子束接触基片时，开始出现电子衍射花样，此
时可在计算机上对沉积过程进行监测；
5、关闭RHEED时，调节遥控器上的Filament、HV至零，将Focus调为零，而DEFX、DEFY不用
调节；
6、关闭控制柜上的
(八) 开始沉积
1.通过计算机控制沉积过程，可选择靶（6个）、脉冲次数（每个脉冲0.1s）等参数；
2.沉积可以在真空下进行，也可以在反应气体下进行（如O2等）。

此时，打开O2，根据
真空度情况开启不同的阀门：如果真空度大于10－2Pa，则要关闭
空度大于100Pa
3.如在沉积后要继续通入反应气进行退火处理，应关闭
(九) 取出基板和靶
1、开启
部的基板台或底部的靶台；
2、通过旋转沉积室顶部或底部的旋钮，调整基板台或靶台到合适位置，使基板或靶刚好插入取样杆。

慢慢旋转旋钮下降基板台或靶台，使取样杆完全托起基板或靶，再慢慢退出取样杆至交换室；3、旋转样品交换室下部的旋钮，使样品台上升，托住取样杆上的基板或靶，再慢慢抽出取样杆；
4、关闭
5、5～10min后，开启N2；
6、打开样品交换室上盖，取出基板和靶。