[發(fā)明專利]一種沉積鋅合金鍍層多功能實(shí)驗(yàn)裝置及其方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310339798.8
• 申請日: 2013-08-06
• 公開（公告）號: CN103397300A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 江社明;習(xí)中革;張啟富;袁訓(xùn)華;李遠(yuǎn)鵬;劉昕;張杰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國鋼研科技集團(tuán)有限公司;新冶高科技集團(tuán)有限公司
• 主分類號: C23C14/24
• 分類號: C23C14/24;C23C14/35;C23C14/46;C23C14/14
• 代理公司: 北京銘碩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11286
• 代理人: 張軍;王占杰

1.一種沉積鋅合金鍍層的多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在該裝置中集成設(shè)置有蒸鍍部件（3），磁控濺射部件（8）和加熱部件（7）；蒸鍍部件（3）設(shè)置在鍍室（1）底部的一邊，磁控濺射部件（8）設(shè)置在鍍室（1）的兩側(cè)壁上，加熱部件（7）設(shè)置在鍍室（1）內(nèi)壁一側(cè)的上方；該裝置在同一臺設(shè)備上通過蒸鍍和退火，或者通過磁控濺射和退火實(shí)現(xiàn)基板（6）表面合金鍍層的沉積；

該裝置的鍍室（1）中設(shè)置有離子源（2），離子源（2）設(shè)置在磁控濺射部件（8）之間，在離子源（2）和蒸鍍部件（3）的上方設(shè)置有固定基板（6）的基板架（5），基板架（5）與鍍室（1）上方外置的減速電機(jī)（19）連接；

該裝置還連接有真空獲得系統(tǒng)（14），壓縮空氣供氣系統(tǒng)（15），工作氣體供氣系統(tǒng)（16），循環(huán)水冷卻系統(tǒng)（17）以及電控系統(tǒng)（18）。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述蒸鍍部件（3）中設(shè)置有四個工位的坩堝（9），對稱安裝于同一根驅(qū)動軸（22）上，驅(qū)動軸（22）垂直安裝，上端位于鍍室內(nèi)，下端伸出鍍室外，坩堝（9）裝有不同的金屬靶材，為蒸鍍部件（3）設(shè)置有電子束270°偏轉(zhuǎn)的E型電子槍（10）作為蒸發(fā)源，通過電控系統(tǒng)（18）控制其運(yùn)行，使得坩堝（9）中的蒸鍍靶材（4）正對電子束的轟擊，實(shí)現(xiàn)不同金屬靶材在基板（6）上的蒸鍍沉積。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，在所述磁控濺射部件（8）上設(shè)置有靶材（11），通過直流磁控濺射實(shí)現(xiàn)合金或金屬靶材在基板（6）上的沉積。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述加熱元件（7）為升溫迅速，易于實(shí)現(xiàn)溫控的紅外輻射加熱燈。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述離子源（2）提供強(qiáng)離子流，用于蒸鍍前或?yàn)R射前對基板（6）表面進(jìn)行物理刻蝕，以提高合金或金屬鍍層沉積的結(jié)合力。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述蒸鍍部件（3）上的四個坩堝（9）,由同一根驅(qū)動軸（22）驅(qū)動實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)定位，驅(qū)動軸下端裝有一個水平放置的圓形信號盤（20），每隔90°開有一個寬1mm深10mm的狹縫，由外置的光電開關(guān)（21）檢測此狹縫位置并發(fā)出檢測信號，電控系統(tǒng)控制直流永磁電機(jī)旋轉(zhuǎn)，從而使狹縫上方對應(yīng)的靶材坩堝轉(zhuǎn)到E型電子槍的轟擊區(qū)域，實(shí)現(xiàn)不同蒸鍍靶材（4）在基板（6）上的沉積。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述鍍室（1）為雙層循環(huán)水冷結(jié)構(gòu)，設(shè)置有雙層水冷結(jié)構(gòu)的前開門（12），前開門上設(shè)有外部窺視孔（13）。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述基板架（5）根據(jù)蒸鍍或磁控濺射所要求的靶-基距及角度要求，設(shè)置兩種不同的基板架尺寸，分別用于蒸鍍或?yàn)R射時基片（6）的固定。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述真空獲得系統(tǒng)（14）設(shè)置有真空泵組（23），為鍍室（1）提供真空鍍膜環(huán)境；所述工作氣體供氣系統(tǒng)（16）為鍍室（1）提供氬氣或氮?dú)夤ぷ鳉怏w；所述循環(huán)水冷卻系統(tǒng)（17）為實(shí)驗(yàn)裝置提供循環(huán)冷卻去離子水，防止各部件發(fā)生熱變形；所述電控系統(tǒng)（18）為實(shí)驗(yàn)裝置提供動力并實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過程的自動控制。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述多功能實(shí)驗(yàn)裝置，其特征在于，所述氬氣離化后用于清潔基板或靶材表面，提高鍍層沉積的結(jié)合力，還用于從磁控濺射靶濺出靶材原子；所述氮?dú)庥糜诜磻?yīng)磁控濺射或者反應(yīng)蒸鍍形成化合物鍍層。