非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備制造技術

本實用新型專利技術公開了一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，包括真空腔（1）和控制柜（3），真空腔（1）下方設有真空控制柜（2），控制柜（3）上設有手動操作界面（4）和全自動操作界面（5），真空腔（1）上設有側開式爐門（18），真空控制柜（2）后方設有氬氣瓶（8）和氮氣瓶（9），真空控制柜（2）后面設有氣體壓力表（10），還內設有氣體流量反饋系統（16）與氣體壓力表（10）相連。本實用新型專利技術設有氣體流量反饋系統，通過輝光放電的光譜信號來確定反應氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力保持最佳狀態，保證薄膜的致密度和附著性。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，屬于非平衡磁控濺射沉積

技術介紹
現在很多材料在使用前都需要進行鍍膜處理 ?，F在幾乎任何材料都可以通過真空鍍膜技術涂覆到其他材料表面上，為真空鍍膜技術在各種工業領域中的應用開辟了更加廣闊的前景。在材料表面上，堵上一層薄膜，就能使該中材料具有許多新的物力和化學性能。真空下制備薄膜，環境清潔，膜不易受污染，可獲得致密性好、純度高、膜厚均勻的涂層。磁控濺射真空鍍膜濺射出來的粒子能量為幾十電子伏特，粒子能量大，因而薄膜與基體結合較好，薄膜致你度較高；濺射后沉積速率高，基體溫升小；可以沉積高熔點金屬、合金及化合物材料，濺射范圍廣；能實現大面積靶材的濺射沉積，且沉積面積大、均勻性好；操作簡單，工藝重復性好，易于實現工藝控制自動化。這些更為磁控濺射提供了非?？陀^的發展前旦-5^ O薄膜沉積技術主要包括化學氣相沉積和物力氣相沉積，化學氣相沉積由于沉積溫度高，使其應用受到了一定的限制，物力氣相沉積由于沉積溫度低，可應用的基材范圍廣，薄膜質量也相對易于控制；物力氣相沉積主要包括真空鍍膜和濺射沉積，濺射方式有射頻濺射、三極濺射和磁控濺射，磁控濺射相對于其它兩種濺射方式有較高的鍍膜速率，磁控濺射從最初的常見磁控、平衡磁控發展到分平衡磁控，目前非平衡磁控與多源閉合磁場結合，使真空室的離子體密度得到提高，離子轟擊效果增強，可獲得更佳的鍍膜質量。但是在實際工作中對氬氣和氮氣的氣體流量不易掌控，而氣分壓大小是影響薄膜質量和附著速率的重要因素。濺射壓力較小時，濺射出來的原子和氣體分子的碰撞次數減少，損失能量較小，可以提高沉積原子與基本的擴散能力，從而提高薄膜的致密度和附著性；如果濺射氣體壓力過小，導致濺射靶材原子數目過少，薄膜沉積速率降低，起輝不足；如果濺射氣壓過高，靶材原子與氣體碰撞次數增加，損失能量過多，造成沉積基體的靶材原子能量過低，影響膜層的致敏性和附著力。以往通常是經過實驗分析后，手動調節氣體流量控制器，并不能完全精確的調節出氣體通入后壓力在一個最佳狀態。
技術實現思路
本技術的目的在于，提供一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，它設有氣體流量反饋系統，通過輝光放電的光譜信號來確定反應氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力保持在最佳狀態，保證薄膜的致密度和附著性。本技術的技術方案一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，包括真空腔和控制柜，真空腔下方設有真空控制柜，控制柜上設有手動操作界面和全自動操作界面，真空腔上設有側開式爐門，真空控制柜后方設有氬氣瓶和氮氣瓶，真空控制柜后面設有氣體壓力表，還內設有氣體流量反饋系統與氣體壓力表相連。由于設有氣體流量反饋系統，可以通過輝光放電的光譜信號來確定氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力在一個合適的范圍內，保證薄膜的致密度和附著性。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空控制柜上設有惰性氣體流量計和單色儀，真空腔上方設有真空計。由于設有單色儀可以監控真空室內濺射出的金屬，給出信號控制反應氣體的流量；由于設有真空計可以將真空室的真空信號傳遞給真空議。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，手動操作界面上設有真空議、氣體流量控制器、反映氣體控制器、手動與自動切換開關和偏壓檢測器。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，氣體流量反饋系統包括光譜儀、分光計和光譜監視器，光譜儀設于真空腔內，光譜儀與分光計相連，分光計與光譜監視器相連，光譜監視器與氣體流量控制器相連。由于設有光譜儀，可以對靶材上的輝光放電產生的光信號進行捕捉；由于設有分光計，可以對光譜進行過濾，保存特征光譜；由于設有光譜監視器，可以將特征光譜的分析結果顯示出來，更加清楚的反映調整范圍。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空腔內真空度為IO-IPa 10~2Pao前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，側開式爐門外設有圓盤把手。由于側開式爐門上設有圓盤把手，可以使爐門更加方便開啟。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，圓盤把手上上設有鎖緊把，圓盤把上還設有觀察窗。由于設有觀察窗，更加便于真空腔內濺射過程的觀察。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空腔內設有支撐平臺，支撐平臺上方設有工作架，支撐平臺下方設有滑動軌道臺，滑動導軌臺下方設有加熱管。由于設有軌道，方便了對工作架的取放。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空腔四周設有磁靶，靶材上設有銷釘、靶材把手和冷卻水管。由于設有靶材把手方便了靶材的取放，由于設有冷卻水管，使靶材工作中可以得到循環冷卻。前述的非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，真空控制柜包括擴散泵、羅茨泵和機械泵。為了滿足真空室高真空要求，設為三級抽氣裝置。前述非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備中，濺射爐體內額定電壓為100V 500V，額定功率為50KW。與現有技術相比，本技術由于設有氣體流量反饋系統，可以通過輝光放電的光譜信號來確定氣體濃度，分析、判斷出氣體流量速率的調整范圍，精確的對氣體流量控制器進行調整，使通入氣體壓力在一個合適的范圍內，保證薄膜的致密度和附著性；由于設有單色儀可以監控真空室內濺射出的金屬，給出信號控制反應氣體的流量；由于設有真空計可以將真空室的真空信號傳遞給真空議；由于設有光譜儀，可以對靶材上的輝光放電產生的光信號進行捕捉；由于設有分光計，可以對光譜進行過濾，保存特征光譜；由于設有光譜監視器，可以將特征光譜的分析結果顯示出來，更加清楚的反映調整范圍；由于側開式爐門上設有圓盤把手，可以使爐門更加方便開啟；由于設有觀察窗，更加便于濺射過程的觀察；由于設有軌道，方便了對工作架的取放；由于設有靶材把手方便了靶材的取放，由于設有冷卻水管，使靶材工作中可以得到循環冷卻；為了滿足真空室高真空要求，設為三級抽氣裝置。附圖說明圖I是本技術的整體結構示意圖；圖2是本技術的后視圖；圖3是本技術控制柜的結構示意圖；圖4是本技術氣體反饋系統圖；圖5是本技術真空腔上側開式爐門的結構示意圖；圖6是本技術的側門把手的結構示意圖；圖7是本技術的真空腔內部結構示意圖；圖8是本技術靶材結構示意圖。附圖中的標記為I-真空腔，2-真空控制柜，3-控制柜，4-手動操作界面，5-全自動操作界面，6-單色儀，7-真空計，8-氬氣瓶，9-氮氣瓶，10-氣體壓力表，11-惰性氣體流量計，12-真空議，13-氣體流量控制器，14-反映氣體控制器，15-手動與自動切換開關，16-偏壓檢測器，17-氣體流量反饋系統，18-光譜儀，19-分光計，20-光譜監視器，21-側開式爐門，22-圓盤把手，23-鎖緊把，24-觀察窗，25-滑動軌道臺，26-加熱管，27-支撐平臺，28-工作架，29-銷釘，30-靶材把手，31-冷卻水管，32-靶材。具體實施方式以下結合附圖和實施例對本技術作進一步的說明，但并不作為對本技術限制的依據。本技術的實施例I :如圖I、圖2所示，一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，包括真空腔I和控制柜3，真空腔I下方設有真空控制柜2，控制柜3上設有手動操作界面4和全自動操作界面5，真空腔I上設本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種非平衡閉合場磁控濺射離子鍍設備，包括真空腔（1）和控制柜（3），其特征在于：真空腔（1）下方設有真空控制柜（2），控制柜（3）上設有手動操作界面（4）和全自動操作界面（5），真空腔（1）上設有側開式爐門（23），真空控制柜（2）后方設有氬氣瓶（8）和氮氣瓶（9），真空控制柜（2）后面設有氣體壓力表（10），還內設有氣體流量反饋系統（16）與氣體壓力表（10）相連。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：文曉斌，欒亞，
申請(專利權)人：文曉斌，
類型：實用新型
國別省市：