[發明專利]高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法

有效

• 申請號: 201010213894.4
• 申請日: 2010-06-30
• 公開（公告）號: CN101838795A
• 公開（公告）日: 2010-09-22
• 發明（設計）人: 田修波;吳忠振;鞏春志;楊士勤
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張果瑞

1.高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，該方法所使用裝置包括高壓脈沖電源（1）、脈沖同步匹配裝置（2）、磁控濺射電源（3）、磁控濺射靶源（4）、真空室（5）和樣品臺（6），

該方法包括以下步驟：

步驟一、將待處理工件置于真空室（5）內的樣品臺（6）上，工件接高壓脈沖電源（1）的高壓脈沖輸出端，安裝在真空室（5）上的磁控濺射靶源（4）接磁控濺射電源（3）的高功率脈沖輸出端，

步驟二、注入與沉積：將真空室（5）抽真空，待真空室（5）內的真空度小于10^-2Pa時，通入工作氣體至0.01Pa～10Pa，脈沖同步匹配裝置（2）根據高壓脈沖電源（1）輸出的高壓同步觸發信號來控制磁控濺射電源（3）工作，

開啟高壓脈沖電源（1），并調節高壓脈沖電源（1）輸出脈沖的電壓值為0.5kV～100kV，脈沖頻率為0Hz～1000Hz，脈寬為0μs～500μs，

開啟磁控濺射電源（3），先通過直流起輝預離化，調節所需工藝參數，磁控濺射電源（3）輸出脈沖的電壓值為300V～2500V，脈寬為0μs～1000μs，

控制高壓脈沖電源（1）輸出電壓和磁控濺射電源（3）輸出脈沖的相位差為-1000μs～1000μs，進行離子注入與沉積。

2.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，該方法所使用裝置還包括高壓脈沖波形示波器（7）和磁控濺射電源脈沖波形示波器（8），高壓脈沖波形示波器（7）用于顯示高壓脈沖電源（1）發出的脈沖電壓和電流波形，磁控濺射電源脈沖波形示波器（8）用于顯示磁控濺射電源（3）發出的高壓脈沖電壓和電流波形。

3.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，開啟高壓脈沖電源（1），脈沖同步匹配裝置（2）根據高壓脈沖電源（1）輸出的高壓同步觸發信號延遲開啟磁控濺射電源（3）。

4.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，開啟高壓脈沖電源（1），脈沖同步匹配裝置（2）根據高壓脈沖電源（1）輸出的高壓同步觸發信號同時開啟磁控濺射電源（3），磁控濺射電源（3）輸出脈沖的周期為高壓脈沖電源（1）輸出脈沖的整數倍。

5.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，磁控濺射電源（3）輸出脈沖為單脈沖、直流脈沖復合或多脈沖復合。

6.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，高壓脈沖電源（1）輸出脈沖為單脈沖、直流脈沖復合或多脈沖復合。

7.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，該方法還包括：

步驟三、采用直流磁控濺射結合低壓進行薄膜沉積，獲得一定厚度的薄膜。

8.根據權利要求7所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，反復執行步驟一至步驟三，制備具有不同應力和狀態的多層結構的膜。

9.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，磁控濺射靶源（4）采用非鐵磁性材料。

10.根據權利要求1所述的高功率復合脈沖磁控濺射離子注入與沉積方法，其特征在于，工作氣體選用氬氣或氬氣，或工作氣體選用氮氣、乙炔、甲烷或氧氣中一種或幾種的混合氣體。