[发明专利]溅射成膜装置及其溅射成膜方法、化合物薄膜

说明书

本申请公开一种溅射成膜装置，包括：具有排气机构的真空容器；基板保持单元，其能保持多个基板；位于所述真空容器内部并且在空间上相互分离的溅射区域和反应区域；所述溅射区域被配置为通过溅射靶材在基板上形成溅射物质；所述反应区域被配置为导入两种以上的反应气体并在该反应区域生成等离子体；所述反应区域通过等离子体中的离子与所述溅射物质相互作用形成含有至少四种元素的化合物薄膜。该溅射成膜装置便于形成期望材料的薄膜，并在形成四种元素以上的化合物薄膜时，并不受化合物材料的限制，同时成膜效率较快，具有非常良好的应用价值。

技术领域

本发明涉及通过进行溅射而在基板上形成薄膜的溅射成膜装置及其溅射成膜方法、化合物薄膜。

背景技术

磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种。一般的溅射法可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，而磁控溅射通过在靶阴极表面引入磁场，利用磁场对带电粒子的约束来提高等离子体密度以增加溅射率，从而具备高速、低温、低损伤的优点。

目前，通常采用磁控溅射技术溅射获取氧化铝、氧化硅等薄膜，但是，现有的薄膜需要更低的薄膜应力以追求更高的成膜质量，而现有的氧化铝、氧化硅等薄膜无法满足这种需求。

发明内容

在目前针对溅射薄膜的研究中发现，在减少薄膜的薄膜应力时，往往伴随着薄膜的结构硬度的减小，但是薄膜需要保持一定的结构硬度(hardness)维持薄膜，从而减少薄膜应力容易降低薄膜质量，增加不良品的产生，这严重制约着光学薄膜的发展。

另外，在溅射多元素(比如4种元素及以上)的薄膜材料时，通常使用化合物靶材直接溅射获取，成膜效率较低，同时受到可溅射化合物种类的限制，选择自由度受到非常大的限制，这同样制约着光学薄膜的发展。

尤其一些4种以上化合物为陶瓷材料等绝缘材料时，靶(阴极)，等离子体，和被溅零件/真空腔体难以形成回路，如此需要在回路中加入很强的电容，形成高频电源，以使绝缘回路中的靶材等效为一个电容。但是，如此情况下的溅射速率很小，成膜速率十分缓慢。

为解决鉴于上述至少一种问题，本申请的目的是提供如下一种溅射成膜装置及其溅射成膜方法、化合物薄膜：

一种溅射成膜装置，其中，包括：

具有排气机构的真空容器；

基板保持单元，其能保持多个基板；

位于所述真空容器内部的溅射区域和反应区域；所述溅射区域被配置为通过溅射靶材在基板上形成溅射物质；所述反应区域被配置为通过等离子体中的离子与所述溅射物质相互作用形成化合物薄膜。

作为一种优选的实施方式，所述溅射区域和反应区域被设置为在空间上相互分离；所述溅射区域被配置为通过溅射靶材在基板上形成溅射物质；所述反应区域被配置为导入两种以上的反应气体并在该反应区域生成等离子体；所述反应区域通过等离子体中的离子与所述溅射物质相互作用，形成含有至少四种元素的化合物薄膜。

一种溅射成膜装置，其中，包括：

具有排气机构的真空容器；

基板保持单元，其能保持多个基板；

位于所述真空容器内部并且在空间上相互分离的溅射区域和反应区域；所述溅射区域被配置为通过溅射靶材在基板上形成含有至少两种元素的溅射物质；所述反应区域被配置为导入反应气体并在该反应区域生成等离子体；所述反应区域通过等离子体中的离子与所述溅射物质相互作用形成化合物薄膜。

作为一种优选的实施方式，所述基板保持单元为筒状；所述基板保持单元能将多个基板保持其外周面上；所述基板保持单元能被驱动单元驱动旋转，以使基板在所述溅射区域及所述反应区域之间反复移动。