[發明專利]一種超導強場磁控濺射陰極的絕緣絕熱和密封結構

有效

• 申請號: 201710073591.9
• 申請日: 2017-02-10
• 公開（公告）號: CN106801217B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 邱清泉;汪天龍;屈飛;靖立偉;張國民;肖立業
• 申請（專利權）人: 中國科學院電工研究所
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/56;F16J15/10;F16L59/065
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 關玲

一種超導強場磁控濺射陰極的絕緣絕熱和密封結構，包括超導線圈(1)、磁軛、玻璃鋼墊片(5、6)、杜瓦、玻璃鋼套管(10)、大四氟墊圈(11)、不銹鋼墊圈(12)、小四氟墊圈(13)及陰極托架(14)；超導線圈(1)與杜瓦端蓋(7)和底磁軛(4)之間用玻璃鋼墊片(5、6)支撐和絕緣，杜瓦底座(8)采用真空夾層結構或填充發泡材料以降低熱損耗；杜瓦底座(8)和不銹鋼墊圈(12)之間采用大四氟墊圈(11)配合密封圈密封和絕緣，大四氟墊圈(11)、不銹鋼墊圈(12)、小四氟墊圈(13)和杜瓦底座(8)之間采用玻璃鋼螺栓或帶玻璃鋼絕緣套管的金屬螺栓緊固；不銹鋼墊圈(12)和陰極托架(14)之間采用密封圈密封并用普通金屬螺栓緊固。

技術領域

本發明涉及一種磁控濺射陰極，特別涉及一種超導強場磁控濺射陰極的絕緣絕熱和密封結構。

背景技術

磁控濺射廣泛應用于材料鍍膜領域，為了探索最優鍍膜工藝，在過去30年里，開發了各種各樣的磁控濺射裝置。強磁場磁控濺射裝置在高質量透明導電薄膜和亞微米級集成電路的制造工藝中相比常規磁控濺射裝置具有明顯的優勢。

Ishibashi于1990年首先研究了永磁強磁場磁控濺射裝置，該裝置可以在較低的陰極電壓下放電，從而得到低電阻率氧化銦錫(ITO)薄膜。強磁場下薄膜電阻率降低的原因被認為是強磁場可以抑制負離子對沉積薄膜的高能轟擊。2003年，日本名古屋大學的Mizutani首先提出了利用超導塊材激磁的強磁場磁控濺射裝置，在低氣壓、高電壓和長靶基板間距的情況下，實現了磁控放電。2004年，Hazama用超導塊激磁的磁控濺射設備研究了200nm級別的Cu薄膜制備工藝，發現在低的氣壓、長的靶基間距等離子體熱輻射對基片的影響很小，有利于制備高質量的薄膜。2007年，Yamaguchi用超導塊激的磁控濺射裝置制備了反射率達70％的光學鏡片。2008年，Ikuta采用超導磁控濺射裝置在無基板加熱的情況下制備了Ga摻雜ZnO透明電極薄膜，薄膜電阻率為4.7×10^-4Ωcm，接近了可實際應用的電阻率水平。2009年，中國專利200910093159.1公開了一種基于圓形及跑道形超導線圈激磁的強磁場平面磁控濺射裝置，2014年，中國專利201410766299.1公開了超導強磁場磁控濺射陰極的低溫冷卻系統。上述專利提出了超導強場磁控濺射陰極的總體設計和低溫冷卻系統，盡管如此，由于超導磁控濺射陰極的特殊性，其低溫絕緣、絕熱和低溫下的密封問題，相對常規永磁和電磁式的磁控濺射陰極更為復雜。由于低溫杜瓦直接連接陰極電源，其電壓通常為負幾百到負上千伏，但陰極托架需要接地，其電壓為零，超導磁體需要接磁體電源，其電壓為0-10V，超導磁體、電流引線與低溫杜瓦之間需要進行低溫電氣絕緣和密封，同時低溫杜瓦與陰極托架之間也需進行低溫絕緣和密封，同時實現低溫絕緣和低溫密封是一個非常復雜的問題。另外，由于低溫杜瓦溫度很低，而陰極托架安裝在真空腔上，其溫度為室溫，為了減小漏熱損耗，也需要解決低溫杜瓦和陰極托架的絕熱問題。

發明內容

本發明的目的是解決超導強場磁控濺射陰極的超導磁體、低溫杜瓦和陰極托架之間的絕緣、絕熱和密封問題，提出了一種超導磁控濺射陰極的絕緣、絕熱和密封結構。本發明可以用于圓形平面和矩形平面的超導強磁場磁控濺射裝置。

本發明采用的技術方案如下：

一種超導強場磁控濺射陰極的絕緣絕熱和密封結構，由超導線圈、內磁軛、外磁軛、底磁軛、玻璃鋼墊片、杜瓦端蓋、杜瓦底座、通電導體、玻璃鋼套管、大四氟墊圈、不銹鋼墊圈、小四氟墊圈、陰極托架構成。外磁軛位于內磁軛的外部，底磁軛位于內外磁軛的底部，超導線圈安裝在內磁軛、外磁軛和底磁軛之間；杜瓦底座位于杜瓦端蓋的下方，超導線圈、內磁軛、外磁軛和底磁軛安裝在杜瓦端蓋和杜瓦底座包圍的空間中；大四氟墊圈位于杜瓦底座的下方，不銹鋼墊圈位于大四氟墊圈的下方，小四氟墊圈安裝在不銹鋼墊圈的下方，陰極托架安裝在不銹鋼墊圈的下方、小四氟墊圈的外部，用于支撐磁控濺射陰極。