[实用新型]非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备，属于非平衡磁控溅射沉积技术领域。

背景技术

现在很多材料在使用前都需要进行镀膜处理。现在几乎任何材料都可以通过真空镀膜技术涂覆到其他材料表面上，为真空镀膜技术在各种工业领域中的应用开辟了更加广阔的前景。在材料表面上，堵上一层薄膜，就能使该中材料具有许多新的物力和化学性能。真空下制备薄膜，环境清洁，膜不易受污染，可获得致密性好、纯度高、膜厚均匀的涂层。磁控溅射真空镀膜溅射出来的粒子能量为几十电子伏特，粒子能量大，因而薄膜与基体结合较好，薄膜致你度较高；溅射后沉积速率高，基体温升小；可以沉积高熔点金属、合金及化合物材料，溅射范围广；能实现大面积靶材的溅射沉积，且沉积面积大、均匀性好；操作简单，工艺重复性好，易于实现工艺控制自动化。这些更为磁控溅射提供了非常客观的发展前景。

薄膜沉积技术主要包括化学气相沉积和物力气相沉积，化学气相沉积由于沉积温度高，使其应用受到了一定的限制，物力气相沉积由于沉积温度低，可应用的基材范围广，薄膜质量也相对易于控制；物力气相沉积主要包括真空镀膜和溅射沉积，溅射方式有射频溅射、三极溅射和磁控溅射，磁控溅射相对于其它两种溅射方式有较高的镀膜速率，磁控溅射从最初的常见磁控、平衡磁控发展到分平衡磁控，目前非平衡磁控与多源闭合磁场结合，使真空室的离子体密度得到提高，离子轰击效果增强，可获得更佳的镀膜质量。

但是在实际工作中对氩气和氮气的气体流量不易掌控，而气分压大小是影响薄膜质量和附着速率的重要因素。溅射压力较小时，溅射出来的原子和气体分子的碰撞次数减少，损失能量较小，可以提高沉积原子与基本的扩散能力，从而提高薄膜的致密度和附着性；如果溅射气体压力过小，导致溅射靶材原子数目过少，薄膜沉积速率降低，起辉不足；如果溅射气压过高，靶材原子与气体碰撞次数增加，损失能量过多，造成沉积基体的靶材原子能量过低，影响膜层的致敏性和附着力。以往通常是经过实验分析后，手动调节气体流量控制器，并不能完全精确的调节出气体通入后压力在一个最佳状态。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备，它设有气体流量反馈系统，通过辉光放电的光谱信号来确定反应气体浓度，分析、判断出气体流量速率的调整范围，精确的对气体流量控制器进行调整，使通入气体压力保持在最佳状态，保证薄膜的致密度和附着性。

本实用新型的技术方案：一种非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备，包括真空腔和控制柜，真空腔下方设有真空控制柜，控制柜上设有手动操作界面和全自动操作界面，真空腔上设有侧开式炉门，真空控制柜后方设有氩气瓶和氮气瓶，真空控制柜后面设有气体压力表，还内设有气体流量反馈系统与气体压力表相连。由于设有气体流量反馈系统，可以通过辉光放电的光谱信号来确定气体浓度，分析、判断出气体流量速率的调整范围，精确的对气体流量控制器进行调整，使通入气体压力在一个合适的范围内，保证薄膜的致密度和附着性。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，真空控制柜上设有惰性气体流量计和单色仪，真空腔上方设有真空计。由于设有单色仪可以监控真空室内溅射出的金属，给出信号控制反应气体的流量；由于设有真空计可以将真空室的真空信号传递给真空议。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，手动操作界面上设有真空议、气体流量控制器、反映气体控制器、手动与自动切换开关和偏压检测器。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，气体流量反馈系统包括光谱仪、分光计和光谱监视器，光谱仪设于真空腔内，光谱仪与分光计相连，分光计与光谱监视器相连，光谱监视器与气体流量控制器相连。由于设有光谱仪，可以对靶材上的辉光放电产生的光信号进行捕捉；由于设有分光计，可以对光谱进行过滤，保存特征光谱；由于设有光谱监视器，可以将特征光谱的分析结果显示出来，更加清楚的反映调整范围。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，真空腔内真空度为10-1Pa～10-2Pa。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，侧开式炉门外设有圆盘把手。由于侧开式炉门上设有圆盘把手，可以使炉门更加方便开启。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，圆盘把手上上设有锁紧把，圆盘把上还设有观察窗。由于设有观察窗，更加便于真空腔内溅射过程的观察。

前述的非平衡闭合场磁控溅射离子镀设备中，真空腔内设有支撑平台，支撑平台上方设有工作架，支撑平台下方设有滑动轨道台，滑动导轨台下方设有加热管。由于设有轨道，方便了对工作架的取放。