[发明专利]基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置及方法

说明书

基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置及方法,涉及制备掺杂类薄膜的领域,为了解决现有制备掺杂类薄膜技术在放电过程易相互干扰，易出现靶中毒现象，薄膜的成分难以自由调节，沉积效率较低且易引入杂质的问题。本发明的装置采用双直流电源，通过控制电源U1和电源U2的电压值控制薄膜的掺杂含量。本发明适用于制备掺杂类薄膜。

技术领域

本发明涉及制备掺杂类薄膜的领域，具体涉及基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的技术。

背景技术

目前制备掺杂类薄膜主要采用三类方法，(1)采用多个单靶，多个单靶分别形成独立的放电系统，在空间较小的真空环境下进行放电溅射，放电过程容易相互干扰，易出现靶中毒现象；(2)采用多元合金靶材或组合形式靶材进行溅射，薄膜的成分依赖于靶材中各组分含量或面积比例，难以进行自由调节；(3)采用化学气相沉积(CVD)类方法辅助金属靶材进行溅射，沉积效率较低且易引入气体中包含的元素杂质，不利于进行大规模生产。

发明内容

本发明的目的是为了解决上述现有技术存在的问题，从而提供基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置及方法。

本发明所述的基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置，包括电容C1、电容C2、三极管V1至V4、二极管D1至D4、电源U1、电源U2和负载R；

电源U1的正极同时连接电容C1的正极、三极管V1的集电极和二极管D1的阴极，三极管V1的发射极连接三极管V2的集电极，二极管D1的阳极连接二极管D2的阴极，电源U1的负极同时连接电容C1的负极、三极管V2的发射极和二极管D2的阳极，电源U2的正极同时连接电容C2的正极、三极管V3的集电极和二极管D3的阴极，三极管V3的发射极连接三极管V4的集电极，二极管D3的阳极连接二极管D4的阴极，电源U2的负极同时连接电容C2的负极、三极管V4的发射极、二极管D4的阳极和电源U1的负极，负载R的一端同时连接三极管V1的发射极和二极管D1的阳极，负载R的另一端同时连接三极管V3的发射极和二极管D3的阳极；

双靶形成负载R，负载R两端的电压即双靶之间的电压。

优选的是，放电过程中分两个阶段：

三极管V1和三极管V4导通，三极管V2和三极管V3关断，负载R两端的电压由电源U1控制；

三极管V2和三极管V3导通，三极管V1和三极管V4关断，负载R两端的电压由电源U2控制。

优选的是，三极管V₁和三极管V₂的基极加有一对相位相反的控制脉冲，三极管V₃和三极管V₄的基极加有一对相位相反的控制脉冲，三极管V₃基极的控制脉冲的相位落后三极管V₁基极的控制脉冲的相位的角度为θ，0°θ180°。

本发明所述的基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的方法，该方法包括：

通过控制电源U1和电源U2的电压值控制薄膜的掺杂含量；

该方法采用基于异质双靶高功率脉冲磁控溅射制备掺杂类薄膜的装置实现。

优选的是，还通过控制电压的正负脉冲脉宽和正负脉冲间隔时间控制薄膜的掺杂含量。

优选的是，靶施加设定的基底偏压。

优选的是，还通过控制电源U1和电源U2的电压值、电压的正负脉冲脉宽、正负脉冲间隔时间控制薄膜的结构状态。

本发明的有益效果：