[實用新型]非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備

有效

• 申請號: 201220233276.0
• 申請日: 2012-05-23
• 公開（公告）號: CN202643827U
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 文曉斌;欒亞
• 申請（專利權）人: 文曉斌
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/54;C23C14/52
• 代理公司: 北京聯創佳為專利事務所(普通合伙) 11362
• 代理人: 郭防

技術領域

本實用新型涉及一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，屬于非平衡磁控濺射沉積技術領域。

背景技術

現在很多材料在使用前都需要進行鍍膜處理。現在幾乎任何材料都可以通過真空鍍膜技術涂覆到其他材料表面上，為真空鍍膜技術在各種工業領域中的應用開辟了更加廣闊的前景。在材料表面上，堵上一層薄膜，就能使該中材料具有許多新的物力和化學性能。真空下制備薄膜，環境清潔，膜不易受污染，可獲得致密性好、純度高、膜厚均勻的涂層。磁控濺射真空鍍膜濺射出來的粒子能量為幾十電子伏特，粒子能量大，因而薄膜與基體結合較好，薄膜致你度較高；濺射后沉積速率高，基體溫升小；可以沉積高熔點金屬、合金及化合物材料，濺射范圍廣；能實現大面積靶材的濺射沉積，且沉積面積大、均勻性好；操作簡單，工藝重復性好，易于實現工藝控制自動化。這些更為磁控濺射提供了非常客觀的發展前景。

薄膜沉積技術主要包括化學氣相沉積和物力氣相沉積，化學氣相沉積由于沉積溫度高，使其應用受到了一定的限制，物力氣相沉積由于沉積溫度低，可應用的基材范圍廣，薄膜質量也相對易于控制；物力氣相沉積主要包括真空鍍膜和濺射沉積，濺射方式有射頻濺射、三極濺射和磁控濺射，磁控濺射相對于其它兩種濺射方式有較高的鍍膜速率，磁控濺射從最初的常見磁控、平衡磁控發展到分平衡磁控，目前非平衡磁控與多源閉合磁場結合，使真空室的離子體密度得到提高，離子轟擊效果增強，可獲得更佳的鍍膜質量。

但是在實際工作中對氬氣和氮氣的氣體流量不易掌控，而氣分壓大小是影響薄膜質量和附著速率的重要因素。濺射壓力較小時，濺射出來的原子和氣體分子的碰撞次數減少，損失能量較小，可以提高沉積原子與基本的擴散能力，從而提高薄膜的致密度和附著性；如果濺射氣體壓力過小，導致濺射靶材原子數目過少，薄膜沉積速率降低，起輝不足；如果濺射氣壓過高，靶材原子與氣體碰撞次數增加，損失能量過多，造成沉積基體的靶材原子能量過低，影響膜層的致敏性和附著力。以往通常是經過實驗分析后，手動調節氣體流量控制器，并不能完全精確的調節出氣體通入后壓力在一個最佳狀態。

實用新型內容

本實用新型的目的在于，提供一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，它設有氣體流量反饋系統，通過輝光放電的光譜信號來確定反應氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力保持在最佳狀態，保證薄膜的致密度和附著性。

本實用新型的技術方案：一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，包括真空腔和控制柜，真空腔下方設有真空控制柜，控制柜上設有手動操作界面和全自動操作界面，真空腔上設有側開式爐門，真空控制柜后方設有氬氣瓶和氮氣瓶，真空控制柜后面設有氣體壓力表，還內設有氣體流量反饋系統與氣體壓力表相連。由于設有氣體流量反饋系統，可以通過輝光放電的光譜信號來確定氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力在一個合適的范圍內，保證薄膜的致密度和附著性。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空控制柜上設有惰性氣體流量計和單色儀，真空腔上方設有真空計。由于設有單色儀可以監控真空室內濺射出的金屬，給出信號控制反應氣體的流量；由于設有真空計可以將真空室的真空信號傳遞給真空議。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，手動操作界面上設有真空議、氣體流量控制器、反映氣體控制器、手動與自動切換開關和偏壓檢測器。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，氣體流量反饋系統包括光譜儀、分光計和光譜監視器，光譜儀設于真空腔內，光譜儀與分光計相連，分光計與光譜監視器相連，光譜監視器與氣體流量控制器相連。由于設有光譜儀，可以對靶材上的輝光放電產生的光信號進行捕捉；由于設有分光計，可以對光譜進行過濾，保存特征光譜；由于設有光譜監視器，可以將特征光譜的分析結果顯示出來，更加清楚的反映調整范圍。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空腔內真空度為10-1Pa～10-2Pa。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，側開式爐門外設有圓盤把手。由于側開式爐門上設有圓盤把手，可以使爐門更加方便開啟。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，圓盤把手上上設有鎖緊把，圓盤把上還設有觀察窗。由于設有觀察窗，更加便于真空腔內濺射過程的觀察。

前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空腔內設有支撐平臺，支撐平臺上方設有工作架，支撐平臺下方設有滑動軌道臺，滑動導軌臺下方設有加熱管。由于設有軌道，方便了對工作架的取放。