[實用新型]一種脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置

有效

• 申請號: 202020153139.0
• 申請日: 2020-02-05
• 公開（公告）號: CN211497773U
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發明（設計）人: 許建平;陳晶;于久灝;王景旭
• 申請（專利權）人: 黑龍江省海振科技有限公司
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

一種脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置，屬于真空鍍膜技術領域。絕緣套筒可拆卸套裝在水冷箱上，壓緊套可拆卸套裝在絕緣套筒上并將靶壓緊貼附于水冷箱上面，連接板可拆卸設置在水冷箱下部，絕緣墊位于連接板與連接套筒之間且三者可拆卸連接，磁軛筒與連接套筒可拆卸連接，磁軛柱可拆卸設置在磁軛筒內，內線圈設置在磁軛柱與磁軛筒之間，外線圈套裝在磁軛筒上，水冷箱上緊密套裝有絕緣環和真空室，真空室側壁和靶分別連接HiPIMS電源的陽極和陰極，內線圈與內線圈電源連接，外線圈與外線圈電源連接，匹配單元用于調控HiPIMS電源與外線圈電源和內線圈電源之間的脈沖相位，在電源單元作用下，在HiPIMS脈沖電壓持續期間在靶表面獲得磁力線。本實用新型用于真空鍍膜中。

技術領域

本實用新型屬于真空鍍膜技術領域，具體涉及一種脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置。

背景技術

目前，薄膜材料已經成為國家制造業中的一種重要材料，優異性能的薄膜材料能夠顯著地提高零部件使用性能，具有巨大的經濟效益，是全球經濟迅速增長的源動力之一，被廣泛地應用于航空、航天、能源及生物等領域，它的發展將在很大程度上影響我國制造業的快速進步。

制備薄膜材料的方法較多，其中高功率脈沖磁控濺射（High Power ImpulseMagnetron Sputtering,HiPIMS）技術結合了傳統直流磁控濺射（DCMS）和多弧離子鍍的優點，作為物理氣相沉積法（PVD）家族的新成員，HiPIMS具有顯著的高離化率、薄膜結構可控且致密、膜基結合力高等特點，自發現以來即受到了國內外專家的廣泛關注，近些年來，逐漸成為 PVD領域的研究熱點之一。

與直流磁控濺射（DCMS）相比，HiPIMS的離化率較高，高達70-100%（DCMS為1%）。但是，由于HiPIMS的濺射靶離子向著靶的反向運動（回吸效應），運動至工件表面濺射粒子數目較少，HiPIMS沉積速率僅僅是DCMS沉積速率的30-85%（平均功率相等情況下）。也就說是，雖然HiPIMS離化率可以達到多弧離子鍍的數量級，但是HiPIMS的濺射粒子可控運動較弱，運動至靶表面的濺射粒子遠遠低于多弧離子鍍技術。目前，主要從三個方面改變HiPIMS粒子運動：優化HiPIMS放電參數、改變靶面磁場強度、復合放電模式。但，HiPIMS靶面離子運動仍需改善。

發明內容

本實用新型的目的是為了有效控制HiPIMS放電時靶表面區域離子運動，避免HiPIMS濺射靶離子回吸，增加運動至工件表面濺射粒子數目，提供一種脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置。

本實用新型采用電磁線圈磁場結構，在磁控靶前構建可調制的脈沖磁場，靶表面的脈沖磁場只在HiPIMS脈沖電壓持續期間存在，HiPIMS非脈沖階段時靶表面的磁場強度為零，實現HiPIMS非脈沖放電階段有效釋放并加速濺射粒子遠離靶表面運動，增強工件區域濺射離子密度，提高HiPIMS沉積速率。

實現上述目的，本實用新型采取的技術方案如下：

一種脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置，包括靶；所述脈沖磁場調控HiPIMS放電靶裝置還包括電源單元、真空室、磁軛筒、內線圈、外線圈、水冷箱、絕緣套筒、壓緊套、絕緣環、連接板、絕緣墊、連接套筒及磁軛柱；所述電源單元包括匹配單元、HiPIMS電源、外線圈電源及內線圈電源；