[發明專利]一種新型磁控濺射與多弧蒸發兼容的管狀陰極源

無效

• 申請號: 201010138848.2
• 申請日: 2010-04-06
• 公開（公告）號: CN102102188A
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 王殿儒
• 申請（專利權）人: 王殿儒
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及的新型管狀陰極源，在管狀陰極內，只需將磁控濺射用的磁場系統從正向轉180°到反向，使在一體化的裝置內，又可實現多弧蒸發，這兩種鍍膜方式，都是典型的物理氣相沉積PVD鍍膜方法，所以本發明獨創性的組合這兩種鍍膜方式，完全屬于真空等離子體鍍膜技術領域。

背景技術：

△在物理氣相沉積領域中，一些新的先進鍍膜工藝，如ABS(Arc?BondSputtering電弧結合濺射)工藝就需要在一個真空室內兼容使用電弧和磁控濺射，而過去傳統的技術方案是采用平面濺射靶和矩形平面長弧靶在同一鍍膜室窗法蘭上互換。如荷蘭著名的豪澤鍍膜技術有限公司(Hauzer?Techno?Coating)采用將靶內50高斯磁鐵，即運行于可控陰極電弧模式，換成靶內300高斯的磁鐵，即運行在非平衡磁控濺射模式。見Hauzer公司公開發放的產品介紹資料，W.D.慕茲博士的文章：‘納米范圍多層膜：物理氣相沉積硬鍍層發展的新紀元’(Nanoscale?multilayers：a?new?age?in?PVD?hard?coatingdevelopment.)有靶體的轉換示意圖，這種轉換很麻煩，而且不能在一個鍍膜周期內完成，顯然本發明更方便，在一個鍍膜周期內可完成轉換。

△US?5160595電弧一磁控配置的鍍膜方法

專利權人：荷蘭豪澤技術涂層公司(Hauzer?Techno?Coating)。

發明人：J.M.Fransiscus等

此發明是將靶內部的磁鐵按兩種方式分布排列，一組排列在周邊邊緣，另一組排列在中心區，而采用電弧模式還是磁控濺射模式，取決于兩組磁鐵的相對位置的改變，當中心區某些磁鐵靠近邊緣磁鐵，使磁場加強到磁控濺射所需的磁場強度，則成磁控模式，反之中心磁鐵收縮在中心窄區，邊緣只有弱磁場，則成電弧模式。顯然，這種改變磁場的方法與本發明顯著不同。

本發明根據不同于豪澤(Hauzer)公司的方案，我們是將磁鐵旋轉180°來實現磁控濺射模式和多弧蒸發模式的轉換，所以具有獨創性和新穎性。

△北京振濤國際鈦金技術有限公司的TGN8-M4型系列離子鍍膜機，有其產品說明書，此型機其多弧靶和磁控濺射靶都安裝在真空鍍膜室壁面上，共計8個圓形多弧靶和4個矩形平面磁控濺射靶，按工藝要求在不同的時間段開啟或關閉，以實現ABS工藝。

該公司的磁控濺射陰極采用其專利，申請號：CN?981203656非平衡平面磁控濺射陰極及其鍍膜裝置。

顯然與本發明根本不同，本發明是管狀陰極，且只需將磁鐵轉動180°，即實現磁控一多弧的轉換。

發明內容：

本發明涉及一種新型磁控濺射與多弧蒸發兼容，或者說上述兩種模式一體化的管狀陰極源，第一種模式是管狀陰極內朝向工件的一面內置磁場系統，管狀陰極接磁控濺射直流電源。第二種模式是管狀陰極內朝向工件的一面內無磁場系統，管狀陰極源兩端各通過可控開關接入電弧電源，只要交替開啟和關閉兩端間可控開關，就會使電弧沿陰極-陽極間往復移動。為了明確起見，以后將管狀陰極的某一端，稱為A端，則另一端稱為B端。如A端可控開關閉合，B端可控開關斷開，即陰極接入A端弧電源，則電弧由于按弧回路電壓最小值原理，在A端電弧放電比B端電弧放電電壓小，所以向A端移動，反之，B端可控開關閉合，A端斷開，則電弧向B端轉移，這就實現了多弧蒸發和電離陰極材料。

實際上，從第一種模式向第二種模式轉換，只需將陰極內磁場系統轉動180°，為了使兼容的管狀陰極單向發射，在不需要進行磁控濺射多弧蒸發的那一面，設置有屏蔽罩，通常設計屏蔽罩能罩住的部分的中心角為180°～280°。

附圖說明：

附圖1為：磁控濺射與多弧蒸發兼容的管狀陰極源示意圖

圖1中，A端指管狀陰極某一端，B端則是另一端，如果A、B互換注于圖上，文字敘述效果一樣的。

圖1中所示的磁場系統的位置表示磁控濺射模式

1.磁控濺射用磁場系統

2.管狀陰極

3.屏蔽罩

4.真空鍍膜室作陽極

5.管狀陰極A端可控開關

6.管狀陰極A端弧電源

7.管狀陰極連接磁控濺射電源的開關

8.管狀陰極磁控濺射電源

9.管狀陰極B端可控開關

10.管狀陰極B端弧電源

11.真空鍍膜室抽氣口

附圖2為：多弧蒸發模式的管狀陰極源示意圖

圖2中所示磁場系統的位置表示電弧蒸發模式

1.電弧蒸發用磁場系統

2.管狀陰極