[發(fā)明專利]具有受限磁場(chǎng)的電弧源

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880069225.9
• 申請(qǐng)日: 2018-10-04
• 公開（公告）號(hào): CN111315915A
• 公開（公告）日: 2020-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 西格弗里德·克拉斯尼策;于爾格·哈格曼
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 歐瑞康表面處理解決方案股份公司普費(fèi)菲孔
• 主分類號(hào): C23C14/06
• 分類號(hào): C23C14/06;C23C14/24;C23C14/32;C23C14/54;H01J37/32
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 何志欣

1.一種電弧蒸鍍裝置，包括：

-陰極組件，其包括冷卻板(11)和作為陰極元件的靶(1)，優(yōu)選是盤形靶但也可以例如是矩形靶，該靶(1)具有在截面方向的厚度、布置用于被蒸發(fā)的正面(1A)和背面(1B)，該正面(1A)平行于該背面(1B)，這兩個(gè)表面以所述靶(1)的所述厚度相互分開，該陰極組件在橫向上具有總高度并且具有在任何縱向上界定總尺度的邊界，

-電極，其布置成容許產(chǎn)生在該電極和該靶(1)的正面(1A)之間的電弧以使得該靶(1)的正面的至少一部分蒸發(fā)，和

-安放在該靶(1)的背面(1B)的前方的磁引導(dǎo)系統(tǒng)，包括用于產(chǎn)生形成總磁場(chǎng)的一個(gè)或以上的磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)，該總磁場(chǎng)包含磁場(chǎng)線，所述磁場(chǎng)線延伸經(jīng)過該靶(1)的截面并且沿著在該靶(1)的正面(1A)前方的空間延伸，以便當(dāng)在所述電極和該靶(1)的正面(1A)之間產(chǎn)生電弧時(shí)引導(dǎo)因該電弧與靶(1)接觸形成的陰極斑，

其特征是，

-該陰極組件的邊界包括由鐵磁性材料制造的圍繞屏蔽(15)，其中，該圍繞屏蔽(15)在橫向上具有總高度(H)，所述總高度(H)包括一個(gè)用于產(chǎn)生沿任一縱向延伸的磁場(chǎng)線的屏蔽效果的分量(C)，由此使得陰極組件的邊界成為在任一縱向上的磁場(chǎng)線延伸的極限。

2.根據(jù)權(quán)利要求1的電弧蒸鍍裝置，其特征是，該陰極組件具有對(duì)稱結(jié)構(gòu)，其包括具有靶直徑(D1)的盤形靶，該陰極組件具有總直徑(D)，其中，該分量(C)的值在以下范圍：D/20≤C≤D/5。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的電弧蒸鍍裝置，其特征是，該靶直徑在以下范圍內(nèi)：100毫米≤D1≤150毫米，并且該陰極組件的總直徑在以下范圍內(nèi)：150毫米≤D≤200毫米。

4.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電弧蒸鍍裝置，其特征是，該鐵磁性材料是純鐵或ARMCO純鐵或結(jié)構(gòu)鋼或馬氏體鉻鋼。

5.根據(jù)權(quán)利要求4的電弧蒸鍍裝置，其特征是，該鐵磁性材料是結(jié)構(gòu)鋼S355J2。

6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電弧蒸鍍裝置，其特征是，在該電弧源中的磁引導(dǎo)系統(tǒng)包括安放在中心區(qū)內(nèi)的用于產(chǎn)生至少一個(gè)磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)和安置在周邊區(qū)內(nèi)的用于產(chǎn)生至少另一個(gè)磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)，其中，如此產(chǎn)生的磁場(chǎng)形成了用于引導(dǎo)電弧并控制在該靶的正面(1A)處的陰極斑路徑的總磁場(chǎng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6的電弧蒸鍍裝置，其特征是，安放在中心區(qū)內(nèi)的所述機(jī)構(gòu)包括一個(gè)用于產(chǎn)生一個(gè)磁場(chǎng)的電磁線圈(C3)，而安放在周邊區(qū)內(nèi)的所述機(jī)構(gòu)包括兩個(gè)用于產(chǎn)生另外兩個(gè)磁場(chǎng)的電磁線圈(C1,C2)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6的電弧蒸鍍裝置，其特征是，用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)包括多個(gè)永磁體和僅一個(gè)用作控制線圈的電磁線圈，以便產(chǎn)生磁場(chǎng)特性變化。

9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電弧蒸鍍裝置源，其特征是，該磁引導(dǎo)系統(tǒng)包括圍繞用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)布置的鐵磁性材料(20)，其中，該鐵磁性材料(20)圍繞所述機(jī)構(gòu)分布，但沒有鐵磁性材料(20)安放在所述磁引導(dǎo)系統(tǒng)與陰極組件之間。

10.根據(jù)權(quán)利要求7的電弧蒸鍍裝置，其特征是，該磁引導(dǎo)系統(tǒng)包括圍繞用于產(chǎn)生磁場(chǎng)的機(jī)構(gòu)布置的鐵磁性材料(20)，其中，該鐵磁性材料部分圍繞該機(jī)構(gòu)布置，但沒有鐵磁性材料(20)安置在所述磁引導(dǎo)系統(tǒng)與陰極組件之間，其中，安置在中心區(qū)內(nèi)的電磁線圈(C3)的具有長(zhǎng)度(S)的上部分以及安放在周邊區(qū)內(nèi)但最靠近安置在中心區(qū)內(nèi)的電磁線圈的電磁線圈(C2)的具有長(zhǎng)度S’的上部分未被鐵磁性材料(20)包圍，形成了含空氣的空間(Spc)，這樣允許源自所產(chǎn)生的磁場(chǎng)之和的該總磁場(chǎng)相比于不具有含空氣的所述空間(Spc)的相似的電弧蒸鍍裝置顯示出與該靶(1)的正面(1A)平行的更多磁場(chǎng)線。

11.根據(jù)權(quán)利要求10的電弧蒸鍍裝置，其特征是，所述上長(zhǎng)度(S)處于以下范圍：3毫米≤S≤15毫米，所述靶直徑(D1)處于以下范圍：100毫米≤D1≤150毫米，該陰極組件的總直徑(D)處于以下范圍：150毫米≤D≤200毫米。