[实用新型]一种结构紧凑的磁控溅射镀膜装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及镀膜制造领域，尤其涉及一种结构紧凑的磁控溅射镀膜装置。

背景技术

在工业镀膜领域中，磁控溅射技术已发展成一种非常重要的镀膜技术之一。由于磁控溅射镀膜技术具有沉积速度快、生长薄膜质量好、生长薄膜温度低、生长薄膜组分可控以及适合各种材料镀膜等优点，越来越被重视。目前，磁控溅射镀膜技术已经广泛的应用到各个生产和科研领域，尤其是在光学薄膜、半导体制造、传感器等领域。

在磁控溅射靶头的类型中，有一种类型是圆形平面靶，该类型靶头在科研生产中应用广泛。在实际应用中发现，常规靶头结构不紧凑，空间利用率低。由磁控溅射镀膜的原理可知，为了保证基底镀膜的均匀性，往往靶材的直径要远远大于基底的直径。那么，在靶头尺寸一定的情况下，就应当尽量将圆形靶材直径做大，降低靶头与靶材的直径比，以保证镀膜的均匀性，如图1所示：一个常规靶头由外套1、绝缘层2、屏蔽罩3、阴极4、常规靶材5和靶材压环6组成，其中外套1和阴极4是导体材料，两者间通过绝缘层2进行电绝缘。常规靶材5由靶材压环6固定在阴极4上，最外面是屏蔽罩3，屏蔽罩3安装在外套1上，与靶材压环6之间留出3到5毫米的间隙，常规靶材5和靶材压环6都是用导体材料制成。屏蔽罩3通过外套1接地，常规靶材5、靶材压环6与阴极4形成电连接。溅射镀膜时，通过阴极4给常规靶材5施加电压，形成辉光放电现象，产生溅射作用。

常规靶头由于靶头与靶材直径比较大，就造成靶头结构臃肿，其空间利用率低，并不适合在狭小的空间内镀膜。常规靶头，为了增加靶材的导电性和冷却效果，一般采用靶材压环的结构直接固定在阴极底座上，那么必然有一部分靶材被遮挡，降低了靶材的利用率。另外，常规靶头一般采用水冷的方式进行冷却，但水冷的方式很容易因水垢等堵塞循环水，造成靶头因失去冷却效果而发生形变，严重造成漏水，污染真空室。

实用新型内容

针对以上现有技术中存在的问题，本实用新型靶头结构紧凑，空间利用率高，适合在有限的空间内进行薄膜的镀制，生长薄膜快速均匀，更换靶材方便，而且可以进行长时间稳定地镀膜工作。并将水冷方式改为风冷，能够有效防止循环水堵塞靶头，解决了目前存在的问题。

本实用新型涉及一种结构紧凑的磁控溅射镀膜装置，包括靶材、阴极盖、阳极屏蔽 罩、阴极底座、绝缘支架、固定螺塞、磁铁、绝缘套筒、铜管、螺钉；阴极支架由阴极盖和阴极底座两部分组成，阴极盖直接紧固在阴极底座上；所述靶材直接放置在阴极支架上并采用凹槽设计进行定位和固定；所述阴极盖与阴极底座内部有环状高强磁铁；所述绝缘支架与阴极支架之间用螺钉进行固定；所述绝缘支架下面连接铜管通过紧固螺塞进行固定；所述阴极支架外面有绝缘套筒包裹，绝缘套筒外有阳极屏蔽罩包裹。

作为优选，所述阳极屏蔽罩采用极薄的方案。

作为优选，靶头内部采用风冷的方式。

本实用新型装置靶头结构紧凑，空间利用率高，适合在有限的空间内进行薄膜的镀制，生长薄膜快速均匀，更换靶材方便，而且可以进行长时间稳定地镀膜工作。并将水冷方式改为风冷，能够有效防止循环水堵塞靶头。本实用新型将常规靶头遮挡靶材的阳极屏蔽罩突出部分去掉，形成开放式结构，并将阳极屏蔽罩做薄，尽量减小对靶材的遮挡；将靶材压环去掉，这样就在靶头尺寸一定的情况下，最大限度的增加了靶材的尺寸，降低靶头与靶材的直径比。将靶头由水冷方式改为风冷的方式，这样解决了循环水堵塞靶头的问题。为了提高薄膜的生长速率和镀膜均匀性，对靶头内部磁场也进行了设计。该溅射镀膜装置结构简单，更换靶材以及装卸方便。

附图说明

图1为常规溅射靶头的结构图。其中：1、外套；2、绝缘层；3、屏蔽罩；4、阴极；5、常规靶材；6、靶材压环。

图2是本实用新型安装结构图：其中：7、靶材；8、阴极盖；9、阳极屏蔽罩；10、阴极底座；11、绝缘支架；12、固定螺塞；13、磁铁；14、绝缘套筒；15、铜管；16、螺钉。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步的描述。

如图2所示，本实用新型装置提供了一种结构紧凑的磁控溅射镀膜靶头，首先，将环状高强磁铁13放入阴极盖8和阴极底座10内部，并进行组装，组成了阴极支架。将绝缘支架11与阴极支架之间用螺钉16进行固定。用绝缘套筒14包裹住阴极支架，绝缘套筒14外则是阳极屏蔽罩9，绝缘套筒14主要作用是使阴极支架与阳极屏蔽罩9之间绝缘。绝缘支架11下面连接上冷却用的铜管15，并用紧固螺塞12进行固定，防止漏气。这样，就完成了靶头组装工作。将靶头整体安装到真空室中，即可用来进行镀膜工作。