一種磁控濺射裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磁控濺射裝置，包括：相對設置的U型板形成的雙軌道結構，雙軌道結構的U型口相對，設置于雙軌道結構下沿之間且相對于雙軌道結構下沿移動的電極塊，以及設置于雙軌道結構中間，且位于電極塊上方成直列形式的多種靶材塊，多種靶材塊沿雙軌道結構在電極塊上方移動，其中，電極塊與多種靶材塊電連接，設置于雙軌道結構中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管，泄氣孔朝向多種靶材塊。解決了現(xiàn)有技術中磁控濺射裝置在實現(xiàn)所需化學計量比的薄膜時，無法將組分比例連續(xù)調整的技術問題，從而能夠實現(xiàn)連續(xù)薄膜組分連續(xù)地進行調整的技術效果。
【專利說明】一種磁控濺射裝置

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及濺射鍍膜設備領域，尤其涉及一種磁控濺射裝置。

【背景技術】
[0002]濺射是當前廣泛應用的鍍膜技術，濺射法是將氬氣等稀有氣體導入真空容器內，并向包含靶的陰極給直流(DC)電力或高頻(RF、AC)電力使其產(chǎn)生輝光放電，荷能粒子轟擊固體表面(靶)，使固體原子(或分子)從表面射出的現(xiàn)象。磁控濺射具有“高速”、“低溫”特點，可以在任何基材上沉積任何渡材的薄膜。已成為濺射技術的主流，被普遍應用于微電子、光學薄膜和材料表面處理領域中。
[0003]多層膜結構是微電子、光學薄膜領域中的熱點，設計合理的可以連續(xù)濺射多層膜裝置時很有必要的。微電子領域中人們對微波器件提出了具有快速響應速度，小尺寸，寬頻帶，高靈敏度及低工作電壓等要求，薄膜器件如薄膜電容器正被越來越關注。光子晶體是近年來出現(xiàn)的一種新的光學材料，是由節(jié)點參數(shù)不同的兩種材料周期性排列構成的人工晶體材料。光子晶體的帶隙結構是最重要的特性，也是光子晶體應用開發(fā)的基礎，多層膜系結構的光子晶體的禁帶內能量損失較低，但禁帶寬度有限，而且出現(xiàn)較寬的全角高反射很準。
[0004]隨著高溫超導材料、摻雜發(fā)光材料、磁性材料、形狀記憶材料、半導體金屬材料等先進材料的研發(fā)與應用，多組元薄膜材料日益受到關注。材料的性能對其組元的成分非常敏感，多組元薄膜材料的特殊性能主要取決于各組元的比例。特別是微量元素對微量摻雜薄膜的性能影響較大，因此要求在濺射制備薄膜時，各個組元的濺射能夠精確調控。
[0005]為了得到所需化學計量比的薄膜，目前主要采用多靶共濺射、合金靶或貼片靶等技術。在采用合金靶或貼片靶技術濺射時，由于各種靶材料濺射閾值能的差異，結果沉積出來的薄膜材料與靶材料存在較大的組分偏差，但合金靶或貼片靶各組分比例又是不能連續(xù)調整的。而多靶共濺射會產(chǎn)生各個靶之間電場耦合，相互干擾的問題，同時大大提升了設備的復雜性及提高了成本。


【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明實施例通過提供一種磁控濺射裝置，解決了現(xiàn)有技術中的磁控濺射裝置在實現(xiàn)所需化學計量比的薄膜時，采用合金靶或貼片靶各組分比例無法連續(xù)調整的技術問題，進而實現(xiàn)了能夠對各組分比例進行連續(xù)調整的技術效果。
[0007]本發(fā)明實施例提供了一種磁控濺射裝置，包括:相對設置的U型板形成的雙軌道結構，雙軌道結構的U型口相對，設置于雙軌道結構下沿之間且相對于雙軌道結構移動的電極塊，以及設置于雙軌道結構中間，且位于電極塊上方成直列形式的多種靶材塊，多種靶材塊沿雙軌道結構在電極塊上方移動，其中，電極塊與多種靶材塊電連接，設置于雙軌道結構中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管，泄氣孔朝向多種靶材塊。
[0008]進一步地，在雙軌道結構中的第二軌道上沿刻有刻度。
[0009]進一步地，相對設置的U型板形成的雙軌道結構為直線形態(tài)結構或環(huán)狀結構。
[0010]進一步地，電極塊的移動速度與待濺射的襯底的移動速度相匹配。
[0011 ] 進一步地，多種靶材塊相互靠近形成多種組合靶。
[0012]進一步地，還包括:環(huán)繞雙軌道結構設置有冷卻水管道。
[0013]進一步地，多種靶材塊可由雙軌道結構之間裝卸。
[0014]本發(fā)明實施例中提供的一個或多個技術方案，至少具有如下技術效果或優(yōu)點:
1、由于采用了本發(fā)明所提供的磁控濺射裝置，在相對設置的U型板形成的雙軌道結構之間設置能夠相對雙軌道移動的電極塊，以及設置于雙軌道結構中間，且位于電極塊上方成直列形式的多種靶材塊，其中，多種靶材塊沿雙軌道結構在電極塊上方移動，電極塊與多種靶材電連接，當待濺射的襯底依次移過多種靶材塊時,可以濺射這幾種靶材塊混合類型的薄膜，解決了現(xiàn)有技術中磁控濺射裝置在實現(xiàn)所需化學計量比的薄膜時，無法將多種薄膜組分比例連續(xù)調整的技術問題，從而能夠實現(xiàn)連續(xù)多種薄膜組分連續(xù)地進行調整的技術效果。
[0015]2、由于在雙軌道結構中的第二軌道上沿刻有刻度，從能使得多種靶材塊在雙軌道內移動時能夠按照精確位移移動，從而使得對薄膜組分連續(xù)地進行調整時更加精確。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明實施例中磁控濺射裝置的結構示意圖； 圖2為本發(fā)明實施例中雙軌道結構為環(huán)形結構的結構示意圖；
圖3為本發(fā)明實施例中磁控濺射裝置的截面結構示意圖。

【具體實施方式】
[0017]本發(fā)明實施例通過提供一種磁控濺射裝置，解決現(xiàn)有技術中的磁控濺射裝置在實現(xiàn)所需化學計量比的薄膜時，采用合金靶或貼片靶各組分比例無法連續(xù)調整的技術問題，進而實現(xiàn)了能夠對各組分比例進行連續(xù)調整的技術效果。
[0018]為了解決上述的采用合金靶或貼片靶組分比例無法連續(xù)調整的技術問題，
下面將結合說明書附圖以及具體的實施方式對上述技術方案進行詳細的說明。
[0019]本發(fā)明實施例提供的一種磁控濺射裝置，如圖1所示，包括:相對設置的U型板形成的雙軌道結構101，雙軌道結構的U型口相對，設置于雙軌道結構101下沿之間且相對于雙軌道結構101移動的電極塊102，以及設置于雙軌道結構101中間，且位于電極塊102上方成直列形式的多種靶材塊103，多種靶材塊103沿雙軌道結構101在電極塊102上方移動，其中，電極塊102與多種靶材塊103電連接，設置于雙軌道結構101中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管104，泄氣孔朝向多種靶材塊103。
[0020]電極塊102的厚度與雙軌道結構101下沿厚度一致。電極塊102與雙軌道結構101的電絕緣的，其內置磁鐵，且為永磁鐵，且呈對稱放置。
[0021]多種靶材塊103在雙軌道結構101內直列排布。
[0022]該磁控濺射裝置中設置于雙軌道結構101中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管104，具體的可以是氬氣?？梢酝ㄟ^泄氣孔發(fā)射氣體正離子轟擊多種靶材塊103表面，從而使得多種靶材塊103表面的原子或分子從中溢出。
[0023]在雙軌道結構101中的第二軌道上沿刻有刻度105，精度可以精確到1mm。通過刻度105的標志，可以精確地將多種靶材塊前后移動。
[0024]電極塊102與多種靶材塊103之間是電連接，而電極塊102沿著雙軌道結構101前后移動，且電極塊102的移動速度與被接受磁控濺射的襯底的移動速度相一致的。通過馬達帶動支撐襯底的襯底支架直線移動，襯底在襯底支架上同時能夠自轉，從而帶動電極塊102移動(注:襯底支架直線移動帶動了襯底自轉，電極塊的移動與支架移動都是由同一馬達提供動力)，整個部件的不同移動速度可以限定在任一區(qū)域內。由于電極塊102所接的電源可以是直流也可以是高頻，當然，這也是由所濺射側材質決定的。
[0025]雙軌道結構可以是直線形態(tài)結構，如圖1所示；還可以是環(huán)狀結構，如圖2所示。在環(huán)狀結構的雙軌道結構101中，設置有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管為外圈軌道上沿，刻有刻度的軌道為內圈軌道上沿。
[0026]在具體的實施方式中，在直線形態(tài)結構的雙軌道結構中多種靶材塊依次為種類A，種類B，種類C，那么，當襯底在該直線形態(tài)結構的雙軌道結構之間移動時，先向前移動，再返回移動，則形成ABCBA類型的薄膜；當在環(huán)形結構的雙軌道結構中，例如是四邊形的環(huán)形結構,每條邊上的多種靶材塊依次為種類A，種類B，種類C，當襯底帶動電極塊移動到雙軌道結構的軌道端點時沿另一方向的雙軌道結構運動，從而獲得ABCABC類型的薄膜，因此，在不同軌道依次放置不同的靶材塊103，實現(xiàn)任何類型的多層薄膜的濺射。
[0027]靶材塊103的種類和數(shù)量是由所需濺射的薄膜決定的，通過打開雙軌道結構101的上沿，多種靶材塊103可以裝卸，類似于活字印刷形式，這樣就可以將不同種類的靶材塊103進行組合，比如上述的種類A，種類B，種類C的組合，通過拆裝靶材塊，還可以是種類B，種類D，種類E等，在本發(fā)明實施例中就不再贅述了，通過對靶材塊的拆裝，實現(xiàn)多種類型薄膜的形成，當濺射開始時，多種靶材塊103固定。
[0028]將多種靶材塊103相互靠近，構成組合式組合靶，從而可以濺射多組元薄膜。將組合靶按照刻度精度進行前后移動，通過將組合靶移動進入或者移動出電極塊102上方區(qū)域的設定距離，從而實現(xiàn)薄膜組分連續(xù)的精確可調。多種組合靶的寬度是由濺射多組元薄膜的組元數(shù)量決定的，例如，m組元薄膜的濺射，就需要m種靶材塊的寬度總和的寬度作為電極塊102的寬度。
[0029]環(huán)繞雙軌道結構101設置冷卻水管道，從而使得該磁控濺射裝置能夠及時散熱。
[0030]為了使得該磁控濺射裝置的結構更加明確，如圖3所示，為該磁控濺射裝置的截面結構示意圖。
[0031]由于采用本發(fā)明所提供的磁控濺射裝置，在相對設置的U型板形成的雙軌道結構之間設置能夠相對雙軌道結構移動的電極塊，以及設置于雙軌道中部，且位于電極塊上方成直列形式的多種靶材塊，多種靶材塊沿雙軌道結構在電極塊上方移動，其中，電極塊與多種靶材塊電連接，設置于雙軌道結構中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管，泄氣孔朝向多種靶材塊，從而能夠實現(xiàn)連續(xù)薄膜組分連續(xù)地，精確地可調。
[0032]盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領域內的技術人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和修改。
[0033]顯然，本領域的技術人員可以對本發(fā)明進行各種改動和變型而不脫離本發(fā)明的精神和范圍。這樣，倘若本發(fā)明的這些修改和變型屬于本發(fā)明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發(fā)明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種磁控濺射裝置，其特征在于，包括:相對設置的U型板形成的雙軌道結構，雙軌道結構的U型口相對，設置于雙軌道結構下沿之間且相對于雙軌道結構移動的電極塊，以及設置于雙軌道結構中間，且位于電極塊上方成直列形式的多種靶材塊，多種靶材塊沿雙軌道結構在電極塊上方移動，其中，電極塊與靶材塊電連接，設置于雙軌道結構中第一軌道上沿的開有泄氣孔的稀有氣體發(fā)射管，泄氣孔朝向多種靶材塊。
2.根據(jù)權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，在雙軌道結構中的第二軌道上沿刻有刻度。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的磁控濺射裝置，其特征在于，相對設置的U型板形成的雙軌道結構為直線形態(tài)結構或環(huán)狀結構。
4.根據(jù)權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，電極塊的移動速度與被接受磁控濺射的襯底的移動速度相一致。
5.根據(jù)權利要求4所述的磁控濺射裝置，其特征在于，多種靶材塊相互靠近形成多種組合靶。
6.根據(jù)權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，還包括:環(huán)繞雙軌道結構設置有冷卻水管道。
7.根據(jù)權利要求1所述的磁控濺射裝置，其特征在于，多種靶材塊可由雙軌道結構之間裝卸。
【文檔編號】C23C14/35GK104164655SQ201410467294
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年9月15日 優(yōu)先權日:2014年9月15日
【發(fā)明者】黎威志, 熊成, 張也馳, 楊光金 申請人:電子科技大學