[發明專利]一種高能量脈沖式磁控濺射方法及磁控濺射裝置

無效

• 申請號: 201310024628.0
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103938166A
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: 盧偉賢;謝貫堯;張忠祥;易敏龍;劉耀鴻
• 申請（專利權）人: 香港生產力促進局;香港表面處理學會有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

1.一種高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，包括以下幾個步驟：

步驟一：將樣品清洗置入真空腔中，安裝陰極靶材，對真空腔進行抽真空；

步驟二：通入氬氣對樣品進行等離子體清洗；

步驟三：通入氬氣作為濺射氣體，在樣品的表面進行直流濺射或脈沖濺射，形成過渡層；

步驟四：通入反應氣體，在過渡層表面進行脈沖濺射，形成涂層；

步驟五：關閉濺射陰極及電源，停止通入的反應氣體，取出表面濺射有涂層的樣品。

2.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟一中真空腔抽真空后氣體壓強低于1E-4mbar。

3.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟一中靶材為單極靶材或雙極靶材，靶材的材料為金屬、半導體或者合金。

4.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟二中通入氬氣對樣品進行等離子體清洗具體為：通入氬氣的氣體流量為80~120sccm，偏壓電源脈沖時間為0.4~2.3μs，偏壓電源脈沖頻率為5~350kHz，偏壓電源電壓為20~50V，偏壓電源電流為0.1~1.2A，向樣品施加偏壓10~20分鐘。

5.根據權利要求4所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述通入氬氣的氣體流量為120sccm，所述偏壓電源脈沖時間為0.8μs，所述偏壓電源脈沖頻率為240kHz，所述偏壓電源電壓為50V，所述偏壓電源電流為0.27A。

6.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟三中采用直流濺射過渡層時具體為：通入氬氣的氣體流量為80~120sccm，直流電源電壓為500V，直流電源電流為0.3A，直流電源功率為170W，濺射時間為10~15分鐘。

7.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟三中采用脈沖濺射過渡層時具體為：通入氬氣的氣體流量為80-120sccm，直流電源電流為1.5~3A，直流電源電壓為600~1016V，直流電源功率為1800~3000W，?直流電源脈沖占空比為ON/Period:?（10~80）/（130~1050）μs，脈沖濺射時間為10~15分鐘。

8.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟四中在過渡層的表面進行脈沖濺射成膜材料的過程具體為：通入反應氣體的氣體流量15~35sccm，直流電源電流1.5~3A，直流電源電壓600~1016V，直流電源功率為1800~3000W，?直流電源脈沖占空比為ON/Period:?（10~80）/（130~1050）μs，直流電源濺射率為1~1.8微米/小時，濺射時間大于2小時。

9.根據權利要求1所述的高能量脈沖式磁控濺射方法，其特征在于，所述步驟四中通過控制直流電源功率、直流電源脈沖占空比以及通入反應氣體的氣體流量，控制制備的涂層顏色。

10.一種高能量脈沖式磁控濺射裝置，包括真空腔、抽真空設備、電源、中央控制單元，其特征在于，所述電源包括脈沖發生單元、偏壓電源和直流電源；所述偏壓電源連接于樣品上，所述直流電源連接于靶材上，所述脈沖發生單元通過數據線與中央控制單元連接，并且該脈沖發生單元由直流電源推動產生脈沖電流，并將該電流輸出至真空腔的靶材中。