[實用新型]一種磁控濺射式物理氣相沉積設備

有效

• 申請號: 201721834822.5
• 申請日: 2017-12-25
• 公開（公告）號: CN207581922U
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 楊肸曦
• 申請（專利權）人: 君泰創新（北京）科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/08
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司 11252
• 代理人: 周放;解立艷

本實用新型公開了一種磁控濺射式物理氣相沉積設備，包括工藝腔室、濺射組件、等離子體產生組件和氧氣設備；濺射組件設置在工藝腔室的第一側壁上，濺射組件包括支撐件；等離子體產生組件設在與第一側壁相垂直的第二側壁上，等離子體產生組件包括電子槍和氬氣設備；電子槍向工藝腔室中發射電子，氬氣設備向工藝腔室中充入氬氣；氧氣設備向工藝腔室中充入氧氣。等離子體產生組件和濺射組件設置在工藝腔室相互垂直的兩個側壁上，避免等離子體產生組件射出的等離子體直接轟擊基片的表面，降低了對基片的沖擊力，從而提高了基片的膜層的沉積質量，提高了沉積效率。

技術領域

本實用新型涉及物理氣相沉積設備技術領域，尤其涉及一種磁控濺射式物理氣相沉積設備。

背景技術

隨著地球上石油、煤炭等自然資源日益減少，開發新的自然資源成為當務之急，目前，太陽能以其清潔的優勢成為開發的重點。

太陽能的利用，主要是通過太陽能電池將太陽光輻射轉換成電能和熱能等人類可以利用的資源。高效異質結太陽能電池以其高效的優勢成為發展重點，而制備異質結太陽能電池時，需要在基片7的兩側表面沉積ITO 膜層，而制備ITO膜層時，多采用磁控濺射式的物理氣相沉積設備進行沉積。

傳統的磁控濺射式的物理氣相沉積設備如圖1所示，包括有真空腔室 1，真空腔室1中設置有濺射組件，濺射組件包括依次連接的陰極體2、極板3、磁鐵4、銅背板5和靶材6，三排磁鐵4按照不同方向(如圖1所示) 安裝到極板3上，形成一圈跑道形式的磁路，用于濺射時束縛等離子體在靶材6附近；極板3用于導磁，防止磁鐵4的磁路進入極板3背面而影響靶材6濺射；銅背板5安裝到陰極體2上，用來隔絕靶材6與水路，可以將濺射時靶材6的熱量快速的由水路帶走。加工時，基片7設置在濺射組件設置有靶材6的一側，并向濺射組件通入氬(Ar)氣。

磁控濺射的工作原理為：電子在電場E的作用下，在飛向基片7過程中與氬原子發生碰撞，使其電離產生出氬正離子和新的電子；新的電子飛向基片7，氬離子在電場作用下加速飛向濺射組件上的靶材6，并以高能量轟擊靶材6表面，使靶材6發生濺射。在濺射粒子中，中性的靶原子或分子沉積在基片7上形成薄膜，而產生的二次電子會受到電場和磁場作用，產生E(電場)×B(磁場)所指的方向漂移，簡稱E×B漂移，其運動軌跡近似于一條擺線。若為環形磁場，則電子就以近似擺線形式在靶材6表面做圓周運動，它們的運動路徑不僅很長，而且被束縛在靠近靶材6表面的等離子體區域內，并且在該區域中二次電子和氬原子碰撞產生電離，隨著碰撞次數的增加，二次電子的能量消耗殆盡，逐漸遠離靶材6表面，并在電場 E的作用下最終沉積在基片7上。

然而目前的磁控濺射方式的物理氣相沉積設備，其沉積效率較低，并且濺射原子動能較高，對基片的沖擊力較大，影響基片的膜層的沉積質量。

實用新型內容

本實用新型的目的是提供一種磁控濺射式物理氣相沉積設備，以解決上述問題，提高沉積效率，降低濺射原子對基片的沖擊力，從而提高基片的膜層的沉積質量。

本實用新型提供的磁控濺射式物理氣相沉積設備，包括：

工藝腔室；

濺射組件，所述濺射組件設置在所述工藝腔室的第一側壁上，所述濺射組件包括用于支撐靶材的支撐件；

等離子體產生組件，設置在所述工藝腔室的第二側壁上，所述第二側壁與所述第一側壁相垂直，所述等離子體產生組件包括電子槍和氬氣設備；所述電子槍向所述工藝腔室中發射電子，所述氬氣設備向所述工藝腔室中充入氬氣；

氧氣設備，所述氧氣設備向所述工藝腔室中充入氧氣。

如上所述的磁控濺射式物理氣相沉積設備，其中，優選的是，所述濺射組件還包括輔助陽極板和兩第一磁鐵，所述輔助陽極板包覆在所述支撐件的周圍；兩所述第一磁鐵位于所述輔助陽極板的兩側；