[實(shí)用新型]一種反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201120321954.4
• 申請日: 2011-08-30
• 公開（公告）號: CN202246839U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 歐陽俊;王現(xiàn)洋
• 申請（專利權(quán)）人: 歐陽俊
• 主分類號: C23C14/34
• 分類號: C23C14/34
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 王立曉

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型專利涉及一種反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高功率脈沖磁控濺射技術(shù)HiPIMS(High?Power?Impulse?Magnetron?Sputtering)是新一代的磁控濺射鍍膜技術(shù)。它利用專用電源提供的高功率密度(～kW/cm²)脈沖，在磁控濺射真空腔體中產(chǎn)生超高密度的等離子體，并利用該等離子體的輝光放電進(jìn)行磁控濺射鍍膜。這種技術(shù)可用于制備高品質(zhì)的薄膜或涂層材料，是材料科學(xué)領(lǐng)域向材料與器件集成化方向發(fā)展的關(guān)鍵新材料制備技術(shù)。

HiPIMS技術(shù)自從1997年被發(fā)明以來，國際涂層業(yè)界予以極高評價。2004年，德國Hüettinger公司率先實(shí)現(xiàn)HiPIMS技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。自2009年始，在歐美市場有多家公司制造基于HiPIMS技術(shù)的磁控濺射系統(tǒng)，并利用其技術(shù)優(yōu)勢對亞洲和中國市場進(jìn)行壟斷式經(jīng)營，售價異常昂貴。因此，開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新一代高功率脈沖磁控濺射真空腔室系統(tǒng)，不僅能夠幫助我國及時進(jìn)入HiPIMS這一重大新技術(shù)領(lǐng)域，而且對于我國在開發(fā)新一代膜層材料時擺脫對進(jìn)口設(shè)備和技術(shù)的依賴性，打破西方國家的技術(shù)封鎖，獨(dú)立自主地制定并實(shí)施功能薄膜和涂層材料的研究發(fā)展戰(zhàn)略，具有重大的意義。

在現(xiàn)有的反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)中，所有的工作氣體都是通過靠近靶材的同一進(jìn)氣管道進(jìn)入真空腔室，并參與濺射過程，這樣的話，反應(yīng)氣體對靶材的負(fù)面影響在所難免。這一影響主要表現(xiàn)在反應(yīng)氣體(如氧氣、氮?dú)獾?極易到達(dá)靶材表面并與之反應(yīng)，造成靶材的變質(zhì)和絕緣化(“靶中毒”)及其導(dǎo)致的氣體擊穿現(xiàn)象(“打弧”)。靶中毒和打弧導(dǎo)致濺射沉積過程的不穩(wěn)定和靶材使用壽命的縮短。打弧過程中從靶材濺射出許多低能量的原子或分子團(tuán)簇(“液滴”)，并沉積到薄膜表面。這些低能量的“液滴”在薄膜中產(chǎn)生大量的結(jié)構(gòu)缺陷，還能導(dǎo)致膜層的組分變異。

發(fā)明內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供一種反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)，該系統(tǒng)基于高功率脈沖磁控濺射技術(shù)HiPIMS(High?Power?Impulse?Magnetron?Sputtering)，具有連續(xù)化、高速率反應(yīng)沉積的特點(diǎn)。它結(jié)構(gòu)簡單、工作效率高，穩(wěn)定性好，成本低廉，便于控制，操作靈活，代表著通過真空腔室設(shè)計來實(shí)現(xiàn)新一代鍍膜技術(shù)的行業(yè)發(fā)展趨勢。

本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為：

一種反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)，包括腔室體、靶材、基片，在靶材下面的腔室體一側(cè)靠近靶材的部分設(shè)有濺射氣體噴射管作為第一氣路，在基片周圍高于基片的位置設(shè)有反應(yīng)氣體噴射管作為第二氣路。

所述的反應(yīng)氣體噴射管的上方設(shè)有阻隔柵格板。

本實(shí)用新型設(shè)置了兩套進(jìn)氣氣路，第一氣路作為濺射氣體氣路，置于靶材附近以提高靶材濺射率；第二氣路作為反應(yīng)氣體氣路，置于基片附近以避免“靶中毒”。在第二氣路上方(即第一氣路與第二氣路之間靠近第二氣路處)設(shè)置阻隔柵格板。該進(jìn)氣氣路設(shè)計的目的是獲得速率高、穩(wěn)定性好的反應(yīng)濺射過程。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1.腔室體，2.靶材，3.基片托，4.濺射氣體噴射管，5.反應(yīng)氣體噴射管，6.阻隔柵格板，7.基片，8.電源控制系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

一種反應(yīng)濺射真空腔室系統(tǒng)，包括腔室體1、靶材2、基片7，在靶材2下面的腔室體1一側(cè)靠近靶材2的部分設(shè)有濺射氣體噴射管4為第一氣路，在基片7周圍高于基片7的位置設(shè)有反應(yīng)氣體噴射管5為第二氣路。

所述的反應(yīng)氣體噴射管5的上方設(shè)有阻隔柵格板6。