[实用新型]带网状电极的真空镀膜装置

说明书

本实用新型是一种真空镀膜装置（国际专利分类号C23C14／00）。具体涉及到对同轴磁控溅射镀膜设备的改进。

磁控溅射镀膜技术是近年发展起来的一种新型镀膜技术，应用范围广，操作方便。但是，在工业化的实际应用中存在两个问题：一是从阴极靶上被溅射出来的粒子的平均能量较低，其中仅占很小比例的正离子，由于受靶电场的反向加速也不能在工件上沉积。这种主要靠原子沉积形成的膜层与工件表面的结合能力在很大程度上取决于工件表面的状况及性质。对于多数非金属表面，包括金属基体上的非金属涂层表面，膜层的结合能力较好。而对于金属表面而言，如果加热温度不够高（例如<300℃），膜层的结合能力很差，几乎没有实用价值。这就使得现有的同轴磁控溅射镀膜装置的应用范围受到很大限制。另一个问题是工件与靶之间需要保持适当的距离，才能既防止两者之间相互影响或打火，又可获得应有的膜层质量，这就给设备大型化带来矛盾。到目前为止，还没有比较完善的技术方案。

本实用新型的目的是提供一种可提高粒子的离化率并对正离子起加速作用，加热温度低，镀膜性能优良的镀膜装置。

本实用新型的内容是，由蒸发源（1），真空室（5）组成，在蒸发源（1）和基板（4）之间设有网状电极（2），网状电极可悬浮连接，也可与真空室连接。在网状电极（2）上设有一个可调直流电源。在网状电极附近设有加热灯丝（3）。网状电极的形状结构可分别为，网格状的或螺旋状的同轴网、平面网、球冠面网、四面或多面柱网。

下面结合附图及附图所示的二个实施例，对本实用新型的内容作详细的描述，但本实用新型的内容不限于附图所示。

图1为本实用新型网状电极悬浮连接的结构示意图。

图2为本实用新型网状电极与真空室连接的结构示意图。

蒸发源－即同轴磁控阴极靶（1），同轴网状电极（2），加热灯丝（3），基板（4），真空室（5）。

加热灯丝（3）主要作为真空室的加热源，由于灯丝的热电子发射及灯丝电流磁场的作用，还有助于提高载能粒子的离化率和细化粒子中的原子团。在不需要加温镀膜的场合可以不用灯丝。

在网状电极上加上直流电压，在镀膜时，它可以提高粒子的离化率，并对正离子起加速作用，获得良好的镀膜性能，本实用新型提出的网状电极可以在多种类型的镀膜装置中应用。

在图1所示的结构中，同轴网电极在电气上是悬浮连接，网状电极上设有0－600伏的可调直流电压，这种结构适合对现有设备的技术改造。

在图2所示的结构中，网状电极与真空室连接，则同轴网电极使靶电场和加速电场相互隔开，处于靶电场之外的基体（工件）的形状、位置及转动对靶工作稳定性的影响更小，工件与靶之间的相对位置要求降低，这将有利于实现同轴磁控溅射镀膜设备的大型化，而且便于工件镀膜前的离子溅射清洗。

由于同轴网电极上的加速电压可以提高载能粒子的离化率，并使正离子加速而获得足够高的沉积能量，因此在工件表面上形成了部分离子化沉积，使镀层具有“伪扩散”型过渡膜层的性质，膜层的附着能力及表面状况都非常良好。更重要的是不需要较高的温度就可以在金属膜表面上直接镀制金属膜，合金膜及反应膜，使同轴磁控溅射镀膜有了更加广阔的应用领域。同轴网电极可使同轴磁控溅射产生的粒子，获得20％以上的离化率。

本实用新型结构简单，操作方便，镀膜质量精良，具有很好的推广运用前景。