[实用新型]一种脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置

说明书

一种脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置，属于真空镀膜技术领域。绝缘套筒可拆卸套装在水冷箱上，压紧套可拆卸套装在绝缘套筒上并将靶压紧贴附于水冷箱上面，连接板可拆卸设置在水冷箱下部，绝缘垫位于连接板与连接套筒之间且三者可拆卸连接，磁轭筒与连接套筒可拆卸连接，磁轭柱可拆卸设置在磁轭筒内，内线圈设置在磁轭柱与磁轭筒之间，外线圈套装在磁轭筒上，水冷箱上紧密套装有绝缘环和真空室，真空室侧壁和靶分别连接HiPIMS电源的阳极和阴极，内线圈与内线圈电源连接，外线圈与外线圈电源连接，匹配单元用于调控HiPIMS电源与外线圈电源和内线圈电源之间的脉冲相位，在电源单元作用下，在HiPIMS脉冲电压持续期间在靶表面获得磁力线。本实用新型用于真空镀膜中。

技术领域

本实用新型属于真空镀膜技术领域，具体涉及一种脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置。

背景技术

目前，薄膜材料已经成为国家制造业中的一种重要材料，优异性能的薄膜材料能够显著地提高零部件使用性能，具有巨大的经济效益，是全球经济迅速增长的源动力之一，被广泛地应用于航空、航天、能源及生物等领域，它的发展将在很大程度上影响我国制造业的快速进步。

制备薄膜材料的方法较多，其中高功率脉冲磁控溅射（High Power ImpulseMagnetron Sputtering,HiPIMS）技术结合了传统直流磁控溅射（DCMS）和多弧离子镀的优点，作为物理气相沉积法（PVD）家族的新成员，HiPIMS具有显著的高离化率、薄膜结构可控且致密、膜基结合力高等特点，自发现以来即受到了国内外专家的广泛关注，近些年来，逐渐成为 PVD领域的研究热点之一。

与直流磁控溅射（DCMS）相比，HiPIMS的离化率较高，高达70-100%（DCMS为1%）。但是，由于HiPIMS的溅射靶离子向着靶的反向运动（回吸效应），运动至工件表面溅射粒子数目较少，HiPIMS沉积速率仅仅是DCMS沉积速率的30-85%（平均功率相等情况下）。也就说是，虽然HiPIMS离化率可以达到多弧离子镀的数量级，但是HiPIMS的溅射粒子可控运动较弱，运动至靶表面的溅射粒子远远低于多弧离子镀技术。目前，主要从三个方面改变HiPIMS粒子运动：优化HiPIMS放电参数、改变靶面磁场强度、复合放电模式。但，HiPIMS靶面离子运动仍需改善。

发明内容

本实用新型的目的是为了有效控制HiPIMS放电时靶表面区域离子运动，避免HiPIMS溅射靶离子回吸，增加运动至工件表面溅射粒子数目，提供一种脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置。

本实用新型采用电磁线圈磁场结构，在磁控靶前构建可调制的脉冲磁场，靶表面的脉冲磁场只在HiPIMS脉冲电压持续期间存在，HiPIMS非脉冲阶段时靶表面的磁场强度为零，实现HiPIMS非脉冲放电阶段有效释放并加速溅射粒子远离靶表面运动，增强工件区域溅射离子密度，提高HiPIMS沉积速率。

实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置，包括靶；所述脉冲磁场调控HiPIMS放电靶装置还包括电源单元、真空室、磁轭筒、内线圈、外线圈、水冷箱、绝缘套筒、压紧套、绝缘环、连接板、绝缘垫、连接套筒及磁轭柱；所述电源单元包括匹配单元、HiPIMS电源、外线圈电源及内线圈电源；