[實用新型]多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置

有效

• 申請號: 201720089267.1
• 申請日: 2017-01-22
• 公開（公告）號: CN206553622U
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: 魏永強;宗曉亞;侯軍興;張華陽;劉源;劉學申;蔣志強;馮憲章
• 申請（專利權）人: 鄭州航空工業管理學院
• 主分類號: C23C14/32
• 分類號: C23C14/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，該裝置包括偏壓電源1、弧電源2、電弧離子鍍靶源3、多級磁場裝置4、多級磁場電源5、內襯正偏壓錐形管裝置6、正偏壓電源7、樣品臺8、偏壓電源波形示波器9和真空室10，內襯正偏壓錐形管裝置6與真空室10和多級磁場裝置4之間絕緣；待處理基體工件置于真空室10內的樣品臺8上，工件和樣品臺8接偏壓電源1的負極輸出端，電弧離子鍍靶源3安裝在真空室10上，接弧電源2的負極輸出端，多級磁場裝置4的各級磁場接多級磁場電源5的各個輸出端，正負極接法依據輸出磁場方向進行確定，內襯正偏壓錐形管裝置6接正偏壓電源7的正極輸出端，電弧離子鍍靶源3和多級磁場裝置4通過水冷方式避免工作過程中的溫度升高問題。

2.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，內襯正偏壓錐形管裝置6與多級磁場裝置4之間活動絕緣連接，內襯正偏壓錐形管裝置6視表面污染程度及時拆卸清理和安裝，避免了無襯板狀態下多級磁場裝置4的管內壁污染和難于清理的問題；內襯正偏壓錐形管裝置6的長度H和多級磁場裝置4的長度相同，內襯正偏壓錐形管裝置6右側進口處的內徑D_進大于電弧離子鍍靶源3的外徑，內襯正偏壓錐形管裝置6右側的外徑小于多級磁場裝置4的內徑，內襯正偏壓錐形管裝置6左側出口處的內徑D_出根據不同靶材和工藝參數進行選擇，通過進口處和出口處的內徑變化，實現對大顆粒的機械阻擋屏蔽；內襯正偏壓錐形管裝置6配合多級磁場裝置4設計1級錐形管、2級錐形管、3級錐形管或者4級錐形管的結構和進出口布局，每級錐形管之間通過螺栓螺母連接固定，便于拆解組裝和清理污染物；內襯正偏壓錐形管裝置6的材料選擇無磁性、耐清理的304不銹鋼材料，根據錐形管長度和剛度需要選擇合適的厚度，按照實際設計參數加工。

3.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，在鍍膜過程中，配合偏壓電源1、弧電源2、電弧離子鍍靶源3、多級磁場裝置4和多級磁場電源5使用，正偏壓電源7開啟，內襯正偏壓錐形管裝置6保持直流正偏壓，利用電場抑制機理，對帶負電荷的大顆粒進行有效吸引清除，對帶正電荷的沉積離子排斥，提高出口處等離子體的傳輸效率；正偏壓電源7調整輸出電壓，內襯正偏壓錐形管裝置6對大顆粒進行吸引，對沉積離子進行排斥，減少等離子體在錐形管內傳輸過程中的損耗，提高等離子體的傳輸效率和薄膜的沉積速度；正偏壓電源7的電壓為0 ~ +200V，直流電壓電源，在沉積過程中對大顆粒缺陷產生持續穩定的吸引，大大減少大顆粒通過多級磁場裝置4到達薄膜表面的機率。

4.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，所使用裝置還包括偏壓電源波形示波器9，顯示偏壓電源1發出的脈沖電壓和電流波形，通過調整偏壓電源1的輸出波形，對從多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置中傳輸過來的鍍膜離子進行有效吸引，進行樣品表面薄膜的沉積和控制沉積靶材元素在薄膜中的比例，實現對等離子體能量的調節和殘留的大顆粒缺陷進行電場排斥清除。

5.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，偏壓電源1輸出脈沖為單脈沖、直流脈沖復合或多脈沖復合。

6.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，該裝置以單套或者多套組合來制備純金屬薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有納米多層或梯度結構的優質薄膜。

7.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，該裝置結合采用傳統直流磁控濺射、脈沖磁控濺射、傳統電弧離子鍍和脈沖陰極弧與直流偏壓、脈沖偏壓或直流脈沖復合偏壓裝置進行薄膜沉積，來制備純金屬薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有納米多層或梯度結構的優質薄膜。

8.根據權利要求1所述的多級磁場電弧離子鍍的內襯正偏壓錐形管裝置，其特征在于，工作氣體選用氬氣，或工作氣體選用氮氣、乙炔、甲烷、硅烷或氧氣中一種或多種的混合氣體，來制備純金屬薄膜、不同元素比例的化合物陶瓷薄膜、功能薄膜及具有納米多層或梯度結構的優質薄膜。