[發明專利]一種用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置及其應用

無效

• 申請號: 201110171447.1
• 申請日: 2011-06-23
• 公開（公告）號: CN102839353A
• 公開（公告）日: 2012-12-26
• 發明（設計）人: 肖金泉;常正凱;孫超;宮駿;華偉剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32;C23C14/54
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 白振宇

1.一種用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：包括冷凝劑輸入管(6)、冷凝劑輸出管(7)、法蘭盤(9)、絕緣墊圈(11)及樣品臺(14)，其中法蘭盤(9)通過絕緣墊圈(11)密封安裝在電弧離子鍍爐體(21)上，所述冷凝劑輸入管(6)及冷凝劑輸出管(7)的一端分別安裝在法蘭盤(9)上，并由法蘭盤(9)穿出分別與外部流速可控的冷凝劑循環系統的進、出水口連接，冷凝劑輸入管(6)及冷凝劑輸出管(7)的另一端連接有樣品臺(14)，該樣品臺(14)及法蘭盤(9)以下的部分冷凝劑輸入管(6)和冷凝劑輸出管(7)均位于電弧離子鍍爐體(21)的真空腔體內。

2.按權利要求1所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述絕緣墊圈(11)安裝在法蘭盤(9)的下表面、位于法蘭盤(9)與電弧離子鍍爐體(21)之間，在絕緣墊圈(11)與法蘭盤(9)的下表面及絕緣墊圈(11)與電弧離子鍍爐體(21)之間分別設有密封圈。

3.按權利要求1或2所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述法蘭盤(9)通過陶瓷螺栓(19)固定在電弧離子鍍爐體(21)上的爐體預留口(23)處，法蘭盤(9)上接有負偏壓導線，該負偏壓導線通過陶瓷螺栓(19)緊固于法蘭盤(9)上。

4.按權利要求1所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述樣品臺(14)為中空的腔體，內部設有隔板(15)，所述隔板(15)的一端焊接于樣品臺(14)上表面的內壁，另一端為自由端。

5.按權利要求4所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述隔板(15)位于樣品臺(14)的中間位置，位于冷凝劑輸入管(6)及冷凝劑輸出管(7)之間，隔板(15)垂直于樣品臺(14)的上表面，樣品臺(14)通過隔板(15)分隔成兩部分腔體，兩部分腔體的頂端分別與冷凝劑輸入管(6)及冷凝劑輸出管(7)聯通，兩部分腔體的底部相通。

6.按權利要求1所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述樣品臺(14)上設有固定基體(18)的夾具(17)，該夾具(17)通過螺栓(19)固定在樣品臺(14)上。

7.按權利要求1所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置，其特征在于：所述法蘭盤(1)與冷凝劑輸入管(6)和冷凝劑輸出管(7)之間、樣品臺(14)與冷凝劑輸入管(6)和冷凝劑輸出管(7)之間以及樣品臺(14)與隔板(15)之間均為真空焊接。

8.一種按權利要求1所述用于制備非晶薄膜的電弧離子鍍冷卻裝置的應用，其特征在于：其可用于非晶薄膜的制備過程中，具體為：利用夾具(17)將待沉積的基體(18)固定于樣品臺(14)上，高頻低占空比脈沖偏壓系統(21)的負偏壓導線緊固于法蘭盤(9)上，保證基體(18)的負電性，高頻低占空比脈沖偏壓系統(21)的正偏壓導線與安裝在電弧離子鍍爐體(21)真空腔體上的陰級靶材(22)電連接；實時測溫熱電偶(24)由冷凝劑輸入管(6)或冷凝劑輸出管(7)伸入至樣品臺(14)內部，將實時測溫熱電偶(24)的測溫尖端貼近沉積面，由冷凝劑輸入管(6)注入冷凝劑，控制基體溫升，抑制基體表面的能量積累，通過實時測溫熱電偶(24)實時探測并控制基體溫度，實現控制沉積薄膜結構，進而改善薄膜性能。

9.按權利要求8所述的應用，其特征在于：所述基體(18)的位置正對陰級靶材(22)，陰級靶材(22)與基體(18)之間的距離為110～210mm。

10.按權利要求8所述的應用，其特征在于：所述冷凝劑為水或冰鹽水。