[發明專利]一種交叉場放電共振耦合的控制方法

無效

• 申請號: 201010300432.6
• 申請日: 2010-01-19
• 公開（公告）號: CN101835334A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 牟宗信;賈莉;牟曉東;王春;劉升光
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H05H1/16
• 分類號: H05H1/16;H05H1/46
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 梅洪玉

1.一種交叉場放電共振耦合的控制方法，采用在交叉場放電離子源中由電場和磁場互相正交形成封閉或開放的交叉場空間的電場、磁場結構，磁控靶表面電場和磁場相互正交構成磁阱結構；磁控靶和與之平行的偏壓基片之間或者開放端之間形成了另一種軸向勢阱結構，靜電波動在這兩種勢阱結構中分別形成駐波共振和相互耦合共振，與電源特性相匹配形成耦合共振放電；通過調整放電空間中的電極結構、形式和參數匹配能夠形成單一的、兩個或兩個以上勢阱結構，并分別發生靜電駐波和發生耦合共振，其特征在于：

在構成交叉場的磁場中磁場感應強度在0-3T的范圍之內，電壓的范圍在0-1000kV之間，通過使用頻率范圍為0Hz-500GHz、電壓幅值在0-1000kV之間的高功率脈沖開關電源供電或者直接使用0-1000kV的可調直流電源為放電系統提供電能；電源的供給電壓、放電氣壓、氣體成份需要和磁場特性通過反饋方式匹配，波動頻率在0Hz-500GHz之間，振幅通過電源的電壓控制，電源連接到真空放電電極上，在真空室壓力在0.01-100MPa的范圍之內，使用直流和脈沖方式供給磁控放電形成等離子體，由電源功率和頻率控制交叉場放電等離子體靜電駐波共振放電狀態或者實現穩定控制；

駐波特性與放電氣壓、放電功率、磁控靶形式、靶材料、基體偏壓、磁場屬性和真空室的設置相匹配；磁控靶表面的磁阱中的靜電波動或駐波傳播的方向平行于磁控靶的表面，最大波長不大于正交場空間區域周長的2倍；磁控靶和基片之間的勢阱中靜電波動或駐波在磁控靶和基片之間傳播，最大波長不大于磁控靶和基片之間勢阱長度的2倍；上述兩種條件下駐波頻率與粒子能量、靜電波動的波長、放電氣體種類、磁場特性相適應。

2.一種交叉場放電共振耦合的控制方法，其特征在于：實現高脈沖功率非平衡磁控放電電源的諧振特性和阻抗特性與放電的脈沖特性和阻抗特性匹配，調整放電功率、放電氣壓、氣體種類、電極結構、基體偏壓和磁控靶的電場、磁場強度和分布使磁控靶滿足上述匹配需求，形成非平衡磁控濺射靶形成高功率脈沖非平衡磁控放電；放電頻率小于50kHz，放電的電壓為0-1000kV，脈沖功率密度大于1kW/cm2。