[發(fā)明專利]一種具有五靶頭的磁控共濺射設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410020952.X
• 申請日: 2014-01-17
• 公開（公告）號: CN103849843A
• 公開（公告）日: 2014-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊曉陽;陳伯良;李向陽;賈嘉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 郭英

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及磁控濺射技術(shù)，尤其涉及一種具有五靶頭的磁控濺射設(shè)備。

背景技術(shù)

磁控濺射設(shè)備是一種常見的物理氣相沉積設(shè)備，已經(jīng)成功應(yīng)用于各種薄膜的制備工藝。大部分傳統(tǒng)的磁控濺射設(shè)備只包含一個濺射靶，工作時腔體內(nèi)只能安裝一種濺射靶材料，若要用這樣的設(shè)備沉積不同種薄膜材料，則需要打開主腔體，對靶材進行拆除與安裝，不僅效率低下，同時也很難獲得穩(wěn)定的生長工藝。這種設(shè)備只能滿足長期濺射一種薄膜材料的需求。

多濺射靶設(shè)備實現(xiàn)了在單設(shè)備上可方便地濺射不同種薄膜材料。通過移動基片臺到不同靶材的的濺射位，可以在不打開濺射腔體的條件下，在同一片鍍膜基片上濺射不同的材料薄膜。但是，這種含有多個濺射靶的濺射設(shè)備在同一時間只能濺射一種的薄膜材料，對于生產(chǎn)兩種靶材化合而成的薄膜則無能為力。

后期發(fā)展的多靶共濺射有效解決了生產(chǎn)多種靶材化合物薄膜的問題。每個濺射靶連接一套獨立的濺射電源，可對單個靶位的濺射功率獨立調(diào)節(jié)，從而獲得不同比例的化合物薄膜。常規(guī)共濺射設(shè)備的由于腔體空間及濺射靶與基片臺距離的限制，一般安排兩至三個濺射靶實現(xiàn)共濺射工藝。三種材料共濺射已經(jīng)滿足普通化合物材料薄膜的制備需求。但如果要進行更多種類材料薄膜的濺射就需要通過更換靶材來實現(xiàn)，對工藝的長期穩(wěn)定發(fā)展不利。

發(fā)明內(nèi)容：

本發(fā)明的實施例提供一種磁控濺射設(shè)備，通過在腔體內(nèi)設(shè)置一個具有三靶頭的濺射靶，使設(shè)備可同時安裝五種濺射靶材，并可實現(xiàn)三靶共濺射的功能。彌補傳統(tǒng)三靶位共濺射設(shè)備靶材種類不足的問題。

為達到上述目的，本發(fā)明的實施例采用如下技術(shù)方案：

一種磁控濺射設(shè)備，包括腔體，腔體內(nèi)設(shè)置的兩個單靶頭濺射靶、一個三靶頭濺射靶，基片臺、基片臺支架和基片臺擋板。其中，兩個單靶頭濺射靶中心與三靶頭濺射靶靶位中心聚焦于基片臺中心，實現(xiàn)共聚焦磁控濺射。

所述的兩個單靶頭濺射靶與一個三靶頭濺射靶的靶材直徑為2英寸，兩個單靶頭濺射靶方向與靶管之間的夾角為20°－23°；每個單靶頭濺射靶設(shè)有用于調(diào)整濺射焦點在基片臺中心的波紋管、鉸鏈與插銷；各個濺射靶靶頭中心與所述基片臺中心距離為10－20cm；兩個單靶頭濺射靶與三靶頭濺射靶和所述的腔體頂蓋中心在水平方向上的夾角為130°－135°；三靶頭濺射靶的旋轉(zhuǎn)軸與所述腔體頂蓋法線在垂直方向上夾角為15°－20°，三靶頭濺射靶相對于靶中心之間夾角為120°。

本發(fā)明提供的磁控濺射設(shè)備，通過在腔體內(nèi)設(shè)置一個可安裝的三靶頭濺射靶，使三靶共濺射設(shè)備的靶材安裝數(shù)量從三個增加至五個，滿足的多靶材共濺射的需求。三靶頭濺射靶通過與腔體相連的轉(zhuǎn)軸與轉(zhuǎn)輪可實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，達到選擇濺射靶位上所需靶材的目的。

上述的磁控濺射設(shè)備，可選擇兩個單靶位濺射靶與三靶位濺射靶中的任意一個靶位進行共濺射薄膜生長。不必打開腔體或移動鍍膜樣品即可實現(xiàn)多層化合物材料薄膜的生長。

附圖說明：

附圖1為磁控濺射設(shè)備腔體結(jié)構(gòu)圖；

附圖2為磁控濺射靶相對位置示意圖；圖中：110－腔體；120－單靶頭濺射靶；130－三靶頭濺射靶；140－基片臺；150－基片臺支架；160－基片臺擋板；170－轉(zhuǎn)輪把手；180－頂蓋；190－下腔室；200－o形圈；210－單靶頭靶管；

220－波紋管定向裝置；230－單靶頭法蘭盤；240－波紋管；250－定向鉸鏈；

270－單靶頭濺射靶靶頭；280－三靶頭靶管；290－圓柱形空腔；300－三靶頭法蘭盤；310－三靶頭濺射靶靶頭；320－加熱模塊；330－磁流體裝置；340－直流電機；350－電機支架；360－擋板支桿；370－磁力塊；380－轉(zhuǎn)動桿。

具體實施方式：

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關(guān)附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。但是，本發(fā)明可以以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于本文所描述的實施方式。相反地，提供這些實施方式的目的是使對本發(fā)明的公開內(nèi)容理解的更加透徹全面。

需要說明的是，當(dāng)元件被稱為“固定于”另一個元件，它可以直接在另一個元件上或者也可以存在居中的元件。當(dāng)一個元件被認(rèn)為是“連接”另一個元件，它可以是直接連接到另一個元件或者可能同時存在居中元件。本文所使用的術(shù)語“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說明的目的，并不表示是唯一的實施方式。