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中国 新型 无效

一种用于生成材料薄膜的源装置 【EN】Source device for material film production

申请(专利)号:CN201120091422.6国省代码:辽宁 21
申请(专利权)人:【中文】王晴萱 王晓光【EN】Wang Qingxuan;Wang Xiaoguang
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摘要:
【中文】一种用于生成材料薄膜的源装置,其特征在于该源装置包括阳极外屏蔽筒、阳极内屏蔽筒、内阴极筒、外阴极筒和磁场发生装置;其中磁场发生装置为环状分布,置于内阴极筒外圆一侧;内阴极筒作为溅射靶,内阴极筒内部作为基片工件的处理空间。本实用新型将内阴极筒作为溅射靶,基片工件在内阴极筒内部进行溅射沉积,粒子在轴线处的密度最大;达到基片工件表面获得的沉积粒子和能量的连续性,提高薄膜的生长品质,并使薄膜的生长得到很好的控制。 【EN】Paragraph:A source device for material film production is characterized by including an outer anode shielding cylinder, inner anode shielding cylinders, an inner cathode cylinder, an outer cathode cylinder and magnetic field generating devices, wherein the magnetic field generating devices are annularly distributed and arranged on one side of the excircle of the inner cathode cylinder, the inner cathode cylinder is used as a sputtering target, and the inside of the inner cathode cylinder is used as a substrate workpiece processing space. The inner cathode cylinder is used as the sputtering target, and the sputtering deposition of a substrate workpiece is conducted inside the inner cathode cylinder, so that the particle density is the largest at the axis; and the source device has the advantages that the continuity of deposited particles and energy acquired by the surface of the substrate workpiece is achieved, the film growth quality is improved, and the film growth is remarkably controlled.Image:201120091422.GIF

主权项:
【中文】一种用于生成材料薄膜的源装置,其特征在于该源装置包括阳极外屏蔽筒、阳极内屏蔽筒、内阴极筒、外阴极筒和磁场发生装置;其中磁场发生装置为环状分布,置于内阴极筒外圆一侧;内阴极筒作为溅射靶,内阴极筒内部作为基片工件的处理空间。 【EN】1. a source apparatus that is used to generate material film is characterized in that this source apparatus comprises anode external shield tube, anode inner shield tube, inner cathode tube, outer cathode tube and field generator for magnetic; Wherein field generator for magnetic is an annular distribution, places inner cathode tube cylindrical one side; The inner cathode tube is as sputtering target, and inner cathode tube inside is as the processing space of substrate workpiece.


说明书

一种用于生成材料薄膜的源装置

技术领域

本实用新型属于真空涂覆薄膜技术领域,特别涉及一种用于生成材料薄膜的源装置。

背景技术

目前在真空涂覆薄膜技术中,实验或生产规模的材料薄膜时,将待涂覆的基片工件至于沉积装置中真空腔体的某处,使所有参与成膜的金属粒子源或非金属粒子源位于基片工件周围,要求粒子能够从每个单体源到达基片工件表面;由于薄膜材料沉积过程中基片工件必须转动,才能使粒子在基片工件表面均匀沉积,一方面造成薄膜沉积过程的间歇式进行,导致粒子沉积和能量沉积均为非连续性沉积,薄膜生长时缺陷增多,品质变差;另一方面由于粒子从粒子源到基片工件进行发散运动,造成粒子大量损失,同时也造成薄膜沉积过程中控制难度增大。

发明内容

针对现有真空涂覆薄膜技术存在的上述缺陷,本实用新型提供一种用于生成材料薄膜的源装置,将溅射材料作为内阴极筒,利用内溅射方式对基片工件进行涂覆,在基片工件静止、轴向移动或旋转的情况下,均能保证粒子连续到达基片工件表面。

本实用新型的用于生成材料薄膜的源装置包括阳极外屏蔽筒、阳极内屏蔽筒、内阴极筒、外阴极筒和磁场发生装置;其中磁场发生装置为环状分布,置于内阴极筒外圆一侧;内阴极筒作为溅射靶,内阴极筒内部作为基片工件的处理空间。

上述装置中,内阴极筒的两端通过端部连接件与外阴极筒固定在一起,内阴极筒和外阴极筒之间的空隙作为冷却介质通道,磁场发生装置位于内阴极筒和外阴极筒之间,磁场发生装置、内阴极筒和外阴极筒构成一个封闭的阴极单元,冷却介质通道上的进口和出口通过管道与源装置外部连通。

上述装置中,内阴极筒的两端各有一个阳极内屏蔽筒插入,各阳极内屏蔽筒与阴极单元之间通过绝缘件连接;阳极内屏蔽筒位于内阴极筒内的一端称为内端,位于内阴极筒外的一端称为外端,两个阳极内屏蔽筒的外端分别与一个阳极外屏蔽筒的两端固定连接,两个阳极内屏蔽筒和阳极外屏蔽筒构成一个阳极单元;阴极单元位于阳极内屏蔽筒和阳极外屏蔽筒之间。

上述装置中,阳极外屏蔽筒和外阴极筒之间设有绝缘支撑件,阳极外屏蔽筒和外阴极筒之间的空隙与充气机构连通;并且阳极外屏蔽筒和外阴极筒之间的间隙与内阴极筒的内部空间连通;阴极单元与阳极单元之间的空隙作为充气用腔体。

上述装置中,磁场发生装置的两端分别设有一个端部磁场屏蔽体。

采用上述装置对基片工件进行薄膜涂覆的方法为:

1、将待涂覆薄膜的基片工件通过传送装置传送到内阴极筒内侧空间处; 

2、将充气机构与外部的气源连通,然后给阴极单元和阳极单元之间的空间充气至放电气压;

3、阴极单元连接电源阴极,阳极单元连接电源阳极,通过电源向阴极单元和阳极单元通入电压、电流,同时通过冷却介质的进口和出口向冷却介质通道内通入冷却介质,在磁场发生装置产生的磁场作用下,使内阴极筒内表面形成正交电磁场,达到被充入的气体等离子放电离化,离化产生的粒子溅射内阴极筒的内表面,使内阴极筒内表面溅射出粒子向内阴极筒的轴线方向运动,在此过程中均匀地沉积到基片工件表面。

上述方法中的电源为直流、中频、脉冲或射频等溅射方式的电源。

本实用新型的原理是:通过将内阴极筒作为溅射靶,将磁场发生装置置于内阴极筒外圆一侧,将基片工件在内阴极筒内部进行溅射沉积,使溅射生产的粒子均向内阴极筒中心汇聚,从而使被溅射出的粒子在轴线处的密度最大;在此过程中基片工件允许在内阴极筒轴向移动或绕内阴极筒的轴旋转,粒子以内溅射形式涂覆基片工件表面,达到基片工件表面获得的沉积粒子和能量的连续性,提高薄膜的生长品质,并使薄膜的生长得到很好的控制;由于阳极内屏蔽筒插入内阴极筒内部,能够起到遮挡溅射粒子向外散射和阳极环辅助起辉以及稳定等离子体的功能。

本实用新型的装置具有结构简单,维修简便,操作容易,工作稳定等优点。

附图说明

图1为本实用新型实施例中的用于生成材料薄膜的源装置剖面结构示意图;图中1、阳极外屏蔽筒,2、内阴极筒,3、外阴极筒,4、冷却介质通道,5、磁场(磁力线),6、溅射粒子,7、基片工件,8、充气用腔体,9、磁场发生装置,10、端部磁场屏蔽体,11、阳极内屏蔽筒,12、绝缘支撑件,13、端部连接件,14、内阳极绝缘件,15、充气机构,16、冷却介质进口,17、冷却介质出口,18、阳极接线柱,19、阴极接线柱。

具体实施方式

实施例1

用于生成材料薄膜的源装置剖面结构如图1所示,包括阳极外屏蔽筒1、阳极内屏蔽筒11、内阴极筒2、外阴极筒3和磁场发生装置9;其中磁场发生装置9为环状分布,置于内阴极筒2外圆一侧;内阴极筒2作为溅射靶,内阴极筒2内部空间作为基片工件7的处理空间;

内阴极筒2的两端通过端部连接件13与外阴极筒3固定在一起,内阴极筒2和外阴极筒3之间的空隙作为冷却介质通道4,磁场发生装置9位于内阴极筒2和外阴极筒3之间,磁场发生装置9、内阴极筒2和外阴极筒3构成一个封闭的阴极单元,冷却介质通道4上设有冷却介质进口16和冷却介质出口17通过管道与源装置外部连通,并且冷却介质进口16和冷却介质出口17与阳极外屏蔽筒1之间用绝缘件绝缘;

内阴极筒2的两端各有一个阳极内屏蔽筒11插入,各阳极内屏蔽筒11与阴极单元之间通过内阳极绝缘件14连接;阳极内屏蔽筒11位于内阴极筒2内的一端称为内端,位于内阴极筒2外的一端称为外端,两个阳极内屏蔽筒11的外端分别与一个阳极外屏蔽筒1的两端固定连接,两个阳极内屏蔽筒11和阳极外屏蔽筒1构成一个阳极单元;阴极单元位于阳极内屏蔽筒11和阳极外屏蔽筒1之间;

阳极外屏蔽筒1和外阴极筒3之间设有绝缘支撑件12,并且阳极外屏蔽筒1和外阴极筒3之间的空隙与充气机构15连通,阳极外屏蔽筒1和外阴极筒3之间的间隙与内阴极筒2的内部空间连通;阴极单...

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图1
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