[發(fā)明專利]射頻偏置濺射裝置及濺射方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610132641.1
• 申請日: 2016-03-09
• 公開（公告）號: CN105568241A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 石永敬
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶科技學(xué)院
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/56
• 代理公司: 北京一格知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11316
• 代理人: 滑春生

1.一種射頻偏置濺射裝置，其特征在于：射頻偏置濺射裝置包 括真空室、偏置對應(yīng)電極、至少兩個輔助磁極、至少一個非平衡磁控 電極以及兩個射頻電源，每一非平衡磁控電極設(shè)有非平衡磁場，所述 偏置對應(yīng)電極和至少兩個輔助磁極固定在真空室內(nèi)的一端，至少兩個 輔助磁極對稱分布在偏置對應(yīng)電極的兩側(cè)，所述至少一非平衡磁控電 極固定在真空室內(nèi)的另一端，所述偏置對應(yīng)電極和非平衡磁控電極分 別與射頻電源電連接，所述偏置對應(yīng)電極與真空室絕緣，所述至少兩 個輔助磁極與非平衡磁控電極形成閉合場。

2.如權(quán)利要求1所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 偏置對應(yīng)電極包括滑動電環(huán)、初級旋轉(zhuǎn)軸、中心旋轉(zhuǎn)板、加熱裝置、 固定齒輪、傳動齒輪、電機和至少兩個襯底承載架，所述初級旋轉(zhuǎn)軸 轉(zhuǎn)動設(shè)在所述真空室上，且所述初級旋轉(zhuǎn)軸與真空室絕緣，所述初級 旋轉(zhuǎn)軸的第一端位于真空室外，初級旋轉(zhuǎn)軸的第二端位于真空室內(nèi)， 所述初級旋轉(zhuǎn)軸的第一端與電機連接；所述滑動電環(huán)滑動設(shè)在初級旋 轉(zhuǎn)軸上并電連接，同時滑動電環(huán)與射頻電源連接，所述滑動電環(huán)位于 真空室外；所述固定齒輪與所述初級旋轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置并固定在所述真 空室內(nèi)，所述加熱裝置固定在所述固定齒輪上，所述中心旋轉(zhuǎn)板固定 在初級旋轉(zhuǎn)軸的第二端，所述至少兩個襯底承載架轉(zhuǎn)動設(shè)在所述中心 旋轉(zhuǎn)板上，每一襯底承載架上設(shè)有傳動齒輪，所述傳動齒輪與所述固 定齒輪嚙合傳動。

3.如權(quán)利要求2所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 非平衡磁控電極的中心線與初級旋轉(zhuǎn)軸的軸心線之間的夾角在0°到 30°之間。

4.如權(quán)利要求1所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 真空室上設(shè)有用于與真空泵連接換氣口以及用于給真空室內(nèi)注入氣 體的進氣管，所述真空室內(nèi)壁設(shè)有冷卻管。

5.如權(quán)利要求4所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 射頻偏置濺射裝置還包括冷水機，所述冷水機與冷卻管連接。

6.如權(quán)利要求5所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 非平衡磁控電極內(nèi)設(shè)有冷卻通道，所述冷卻通道與冷卻管連接。

7.如權(quán)利要求1所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 加熱裝置為加熱電阻絲或加熱管。

8.如權(quán)利要求1所述的射頻偏置濺射裝置，其特征在于：所述 射頻偏置濺射裝置還包括屏蔽罩，所述屏蔽罩設(shè)在真空室上，且偏置 對應(yīng)電極位于屏蔽罩內(nèi)，所述真空室接地。

9.一種采用如權(quán)利要求1～8任意一項所述的射頻偏置濺射裝置 進行的濺射方法，其特征在于：包括以下步驟：

a、將原材料制成襯底，并將其襯底清洗干凈；

b、將清洗好后的襯底固定在襯底承載架上；

c、在非平衡磁控電極上安裝電解質(zhì)靶材；

d、利用真空泵抽真空室使其真空度小于1.0×10^-4p_a；

e、給真空室加熱，使其真空室內(nèi)的溫度達到200℃-500℃；

f、給真空室內(nèi)沖入氬氣，使其真空室內(nèi)的壓力為0.1Pa；

g、偏置對應(yīng)電極旋轉(zhuǎn)，且轉(zhuǎn)速調(diào)為3-10轉(zhuǎn)/分；

h、同時開啟非平衡磁控電極及偏置對應(yīng)電極，非平衡磁控電極 功率逐漸增加到100-200W，保持偏置對應(yīng)電極的功率為5～50W，并 通入氧氣，氧氣的流量保持在5SCCM；

i、電解質(zhì)薄膜沉積完成后，自然冷卻，制得電解質(zhì)膜。