[发明专利]多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备

权利要求书

1.多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，所述多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备设有动态耦合磁场发生装置、靶材、靶材底座，靶材安装于靶材底座上；动态耦合磁场发生装置由轴对称磁场发生装置和聚焦导引磁场发生装置构成，轴对称磁场发生装置放置于靶材后面，由放置于靶材后面的高导磁率磁轭及与磁轭同轴放置的电磁线圈组成，或者由单个或两个以上永久磁体配合磁轭组成；聚焦导引磁场发生装置由电磁线圈组成，放置于靶材前面，与靶材同轴放置，装置的中心与靶面平齐或略高于靶面；动态耦合磁场由动态轴对称发散磁场叠加静态聚焦导引磁场形成或者由静态轴对称发散磁场叠加动态聚焦导引磁场形成或者由磁场强度一定的静态轴对称拱形磁场耦合动态的聚焦轴向引导磁场形成或者由强度周期性变化的轴对称拱形磁场耦合磁场强度一定的聚焦轴向引导磁场形成。

2.按照权利要求1所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，轴对称磁场发生装置由放置于靶材后面的高导磁率磁轭及与磁轭同轴放置的电磁线圈组成，或由单个或两个以上永久磁体组配合磁轭组成，磁轭为单个或两个以上高导磁率块体材料组合而成，磁轭形状为锥台形﹑圆柱形或阶梯形状；磁轭放置于靶材后面的靶座内部，与靶材同轴放置；电磁线圈围套在靶材底座周围或者放置于靶座内部，与磁轭同轴放置；磁轭略高于线圈或与线圈平齐。

3.按照权利要求2所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，轴对称磁场位形为发散磁场，动态耦合磁场由动态轴对称发散磁场叠加静态聚焦导引磁场形成或者由静态轴对称发散磁场叠加动态聚焦导引磁场形成；或者，轴对称磁场位形为拱形磁场，动态耦合磁场由磁场强度一定的静态轴对称拱形磁场耦合动态的聚焦轴向引导磁场形成或者由强度周期性变化的轴对称拱形磁场耦合磁场强度一定的聚焦轴向引导磁场形成。

4.按照权利要求1所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，聚焦导引磁场发生装置套在弧源与炉体之间的法兰上，与靶材同轴放置，聚焦导引磁场发生装置的位置可调，装置的中心与靶面平齐或略高于靶面。

5.按照权利要求1、2或4所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，轴对称磁场发生装置中的电磁线圈由漆包线绕制在线圈骨架上，线圈内外通过绝缘保护，磁轭由高磁导率的镀镍纯铁或者其他材料制作；聚焦导引磁场发生装置由漆包线绕制的电磁线圈组成，线圈内外通过绝缘保护。

6.按照权利要求1所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，动态耦合磁场由动态轴对称磁场叠加静态聚焦导引磁场形成，动态轴对称磁场由轴对称磁场发生装置中的电磁线圈通交流电产生，在靶面形成磁场强度不断变化的轴对称磁场，轴对称磁场与靶面相交形成指向靶材边缘的夹角或者在靶面形成弯曲的拱形磁场位形；静态聚焦导引磁场由聚焦导引磁场发生装置中的电磁线圈通直流电产生，与靶面形成指向靶面中心的夹角，磁场强度由电流强度控制。

7.按照权利要求1所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，动态耦合磁场由静态轴对称磁场叠加动态聚焦导引磁场形成，静态轴对称磁场由轴对称磁场发生装置中的电磁线圈通直流电产生，磁场强度由电流强度控制，或者单个或两个以上永久磁体组配合磁轭产生；动态聚焦导引磁场由聚焦导引磁场发生装置中的电磁线圈通交流电产生，与静态轴对称发散磁场耦合形成动态磁场。

8.按照权利要求6或7所述的多模式交变耦合磁场辅助电弧离子镀沉积弧源设备，其特征在于，交流电形式为频率可调的直流偏置三角波、锯齿波、半正弦波、正弦波或其他形式的交变电流，交变电流电压幅度可调，偏置电流电压幅度可调；交流电发生电源采用数字合成任意波信号发生器和功率放大器组成，或电晶体放大方式，或PWM脉宽调制方式实现，交流电发生电源实现多种波形、实现高低频不同频段变频控制。