專利名稱：一種用于生成材料薄膜的源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于真空涂覆薄膜技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于生成材料薄膜的源裝置。
背景技術(shù)：
目前在真空涂覆薄膜技術(shù)中，實驗或生產(chǎn)規(guī)模的材料薄膜時，將待涂覆的基片工件至于沉積裝置中真空腔體的某處，使所有參與成膜的金屬粒子源或非金屬粒子源位于基片工件周圍，要求粒子能夠從每個單體源到達基片工件表面；由于薄膜材料沉積過程中基片工件必須轉(zhuǎn)動，才能使粒子在基片工件表面均勻沉積，一方面造成薄膜沉積過程的間歇式進行，導(dǎo)致粒子沉積和能量沉積均為非連續(xù)性沉積，薄膜生長時缺陷增多，品質(zhì)變差；另一方面由于粒子從粒子源到基片工件進行發(fā)散運動，造成粒子大量損失，同時也造成薄膜沉積過程中控制難度增大。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有真空涂覆薄膜技術(shù)存在的上述缺陷，本實用新型提供一種用于生成材料薄膜的源裝置，將濺射材料作為內(nèi)陰極筒，利用內(nèi)濺射方式對基片工件進行涂覆，在基片工件靜止、軸向移動或旋轉(zhuǎn)的情況下，均能保證粒子連續(xù)到達基片工件表面。本實用新型的用于生成材料薄膜的源裝置包括陽極外屏蔽筒、陽極內(nèi)屏蔽筒、內(nèi)陰極筒、外陰極筒和磁場發(fā)生裝置；其中磁場發(fā)生裝置為環(huán)狀分布，置于內(nèi)陰極筒外圓一側(cè)；內(nèi)陰極筒作為濺射靶，內(nèi)陰極筒內(nèi)部作為基片工件的處理空間。上述裝置中，內(nèi)陰極筒的兩端通過端部連接件與外陰極筒固定在一起，內(nèi)陰極筒和外陰極筒之間的空隙作為冷卻介質(zhì)通道，磁場發(fā)生裝置位于內(nèi)陰極筒和外陰極筒之間， 磁場發(fā)生裝置、內(nèi)陰極筒和外陰極筒構(gòu)成一個封閉的陰極單元，冷卻介質(zhì)通道上的進口和出口通過管道與源裝置外部連通。上述裝置中，內(nèi)陰極筒的兩端各有一個陽極內(nèi)屏蔽筒插入，各陽極內(nèi)屏蔽筒與陰極單元之間通過絕緣件連接；陽極內(nèi)屏蔽筒位于內(nèi)陰極筒內(nèi)的一端稱為內(nèi)端，位于內(nèi)陰極筒外的一端稱為外端，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒的外端分別與一個陽極外屏蔽筒的兩端固定連接，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒和陽極外屏蔽筒構(gòu)成一個陽極單元；陰極單元位于陽極內(nèi)屏蔽筒和陽極外屏蔽筒之間。上述裝置中，陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間設(shè)有絕緣支撐件，陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間的空隙與充氣機構(gòu)連通；并且陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間的間隙與內(nèi)陰極筒的內(nèi)部空間連通；陰極單元與陽極單元之間的空隙作為充氣用腔體。上述裝置中，磁場發(fā)生裝置的兩端分別設(shè)有一個端部磁場屏蔽體。采用上述裝置對基片工件進行薄膜涂覆的方法為1、將待涂覆薄膜的基片工件通過傳送裝置傳送到內(nèi)陰極筒內(nèi)側(cè)空間處；2、將充氣機構(gòu)與外部的氣源連通，然后給陰極單元和陽極單元之間的空間充氣至放電氣壓；3、陰極單元連接電源陰極，陽極單元連接電源陽極，通過電源向陰極單元和陽極單元通入電壓、電流，同時通過冷卻介質(zhì)的進口和出口向冷卻介質(zhì)通道內(nèi)通入冷卻介質(zhì)，在磁場發(fā)生裝置產(chǎn)生的磁場作用下，使內(nèi)陰極筒內(nèi)表面形成正交電磁場，達到被充入的氣體等離子放電離化，離化產(chǎn)生的粒子濺射內(nèi)陰極筒的內(nèi)表面，使內(nèi)陰極筒內(nèi)表面濺射出粒子向內(nèi)陰極筒的軸線方向運動，在此過程中均勻地沉積到基片工件表面。上述方法中的電源為直流、中頻、脈沖或射頻等濺射方式的電源。本實用新型的原理是通過將內(nèi)陰極筒作為濺射靶，將磁場發(fā)生裝置置于內(nèi)陰極筒外圓一側(cè)，將基片工件在內(nèi)陰極筒內(nèi)部進行濺射沉積，使濺射生產(chǎn)的粒子均向內(nèi)陰極筒中心匯聚，從而使被濺射出的粒子在軸線處的密度最大；在此過程中基片工件允許在內(nèi)陰極筒軸向移動或繞內(nèi)陰極筒的軸旋轉(zhuǎn)，粒子以內(nèi)濺射形式涂覆基片工件表面，達到基片工件表面獲得的沉積粒子和能量的連續(xù)性，提高薄膜的生長品質(zhì)，并使薄膜的生長得到很好的控制；由于陽極內(nèi)屏蔽筒插入內(nèi)陰極筒內(nèi)部，能夠起到遮擋濺射粒子向外散射和陽極環(huán)輔助起輝以及穩(wěn)定等離子體的功能。本實用新型的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，維修簡便，操作容易，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。
圖1為本實用新型實施例中的用于生成材料薄膜的源裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖；圖中1、陽極外屏蔽筒，2、內(nèi)陰極筒，3、外陰極筒，4、冷卻介質(zhì)通道，5、磁場(磁力線)，6、濺射粒子，7、基片工件，8、充氣用腔體，9、磁場發(fā)生裝置，10、端部磁場屏蔽體，11、陽極內(nèi)屏蔽筒， 12、絕緣支撐件，13、端部連接件，14、內(nèi)陽極絕緣件，15、充氣機構(gòu)，16、冷卻介質(zhì)進口，17、冷卻介質(zhì)出口，18、陽極接線柱，19、陰極接線柱。
具體實施方式
實施例1用于生成材料薄膜的源裝置剖面結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括陽極外屏蔽筒1、陽極內(nèi)屏蔽筒11、內(nèi)陰極筒2、外陰極筒3和磁場發(fā)生裝置9 ；其中磁場發(fā)生裝置9為環(huán)狀分布，置于內(nèi)陰極筒2外圓一側(cè)；內(nèi)陰極筒2作為濺射靶，內(nèi)陰極筒2內(nèi)部空間作為基片工件7的處理空間；內(nèi)陰極筒2的兩端通過端部連接件13與外陰極筒3固定在一起，內(nèi)陰極筒2和外陰極筒3之間的空隙作為冷卻介質(zhì)通道4，磁場發(fā)生裝置9位于內(nèi)陰極筒2和外陰極筒3之間，磁場發(fā)生裝置9、內(nèi)陰極筒2和外陰極筒3構(gòu)成一個封閉的陰極單元，冷卻介質(zhì)通道4上設(shè)有冷卻介質(zhì)進口 16和冷卻介質(zhì)出口 17通過管道與源裝置外部連通，并且冷卻介質(zhì)進口 16和冷卻介質(zhì)出口 17與陽極外屏蔽筒1之間用絕緣件絕緣；內(nèi)陰極筒2的兩端各有一個陽極內(nèi)屏蔽筒11插入，各陽極內(nèi)屏蔽筒11與陰極單元之間通過內(nèi)陽極絕緣件14連接；陽極內(nèi)屏蔽筒11位于內(nèi)陰極筒2內(nèi)的一端稱為內(nèi)端，位于內(nèi)陰極筒2外的一端稱為外端，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒11的外端分別與一個陽極外屏蔽筒1 的兩端固定連接，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒11和陽極外屏蔽筒1構(gòu)成一個陽極單元；陰極單元位于陽極內(nèi)屏蔽筒11和陽極外屏蔽筒1之間；[0021]陽極外屏蔽筒1和外陰極筒3之間設(shè)有絕緣支撐件12，并且陽極外屏蔽筒1和外陰極筒3之間的空隙與充氣機構(gòu)15連通，陽極外屏蔽筒1和外陰極筒3之間的間隙與內(nèi)陰極筒2的內(nèi)部空間連通；陰極單元與陽極單元之間的空隙作為充氣用腔體8 ；磁場發(fā)生裝置9的兩端分別設(shè)有一個端部磁場屏蔽體10 ；陽極外屏蔽筒1上設(shè)有陽極接線柱18與電源的一極連接，外陰極筒3上設(shè)有陰極接線柱19與電源的另一極連接，陰極接線柱19穿過陽極外屏蔽筒1并且與陽極外屏蔽筒 1通過絕緣部件絕緣。
權(quán)利要求1.一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于該源裝置包括陽極外屏蔽筒、陽極內(nèi)屏蔽筒、內(nèi)陰極筒、外陰極筒和磁場發(fā)生裝置；其中磁場發(fā)生裝置為環(huán)狀分布，置于內(nèi)陰極筒外圓一側(cè)；內(nèi)陰極筒作為濺射靶，內(nèi)陰極筒內(nèi)部作為基片工件的處理空間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于內(nèi)陰極筒的兩端通過端部連接件與外陰極筒固定在一起，內(nèi)陰極筒和外陰極筒之間的空隙作為冷卻介質(zhì)通道，磁場發(fā)生裝置位于內(nèi)陰極筒和外陰極筒之間，磁場發(fā)生裝置、內(nèi)陰極筒和外陰極筒構(gòu)成一個封閉的陰極單元，冷卻介質(zhì)通道上的進口和出口通過管道與源裝置外部連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于內(nèi)陰極筒的兩端各有一個陽極內(nèi)屏蔽筒插入，各陽極內(nèi)屏蔽筒與陰極單元之間通過絕緣件連接；陽極內(nèi)屏蔽筒位于內(nèi)陰極筒內(nèi)的一端稱為內(nèi)端，位于內(nèi)陰極筒外的一端稱為外端，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒的外端分別與一個陽極外屏蔽筒的兩端固定連接，兩個陽極內(nèi)屏蔽筒和陽極外屏蔽筒構(gòu)成一個陽極單元；陰極單元位于陽極內(nèi)屏蔽筒和陽極外屏蔽筒之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間設(shè)有絕緣支撐件，陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間的空隙中設(shè)有充氣機構(gòu)，并且陽極外屏蔽筒和外陰極筒之間的間隙與內(nèi)陰極筒的內(nèi)部空間連通。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于磁場發(fā)生裝置的兩端分別設(shè)有一個端部磁場屏蔽體。
專利摘要一種用于生成材料薄膜的源裝置，其特征在于該源裝置包括陽極外屏蔽筒、陽極內(nèi)屏蔽筒、內(nèi)陰極筒、外陰極筒和磁場發(fā)生裝置；其中磁場發(fā)生裝置為環(huán)狀分布，置于內(nèi)陰極筒外圓一側(cè)；內(nèi)陰極筒作為濺射靶，內(nèi)陰極筒內(nèi)部作為基片工件的處理空間。本實用新型將內(nèi)陰極筒作為濺射靶，基片工件在內(nèi)陰極筒內(nèi)部進行濺射沉積，粒子在軸線處的密度最大；達到基片工件表面獲得的沉積粒子和能量的連續(xù)性，提高薄膜的生長品質(zhì)，并使薄膜的生長得到很好的控制。
文檔編號C23C14/34GK202030820SQ20112009142
公開日2011年11月9日 申請日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者王曉光, 王晴萱 申請人:王曉光, 王晴萱