[发明专利]一种磁控溅射装置的可旋转样品位

说明书

(一)技术领域

本发明涉及磁控溅射镀膜装置技术领域，具体地系磁控溅射样品位可旋转的一种旋转镀膜的辅助装置。

(二)背景技术

磁控溅射镀膜技术是上世纪70年代迅速发展起来的一种“高速低温溅射技术”。磁控溅射是在阴极靶表面上方形成一个正交电磁场，当溅射产生的二次电子在阴极位降区内被加速为高能电子后，并不直接飞向阴极而是在正交电磁场作用下作来回振荡运动，在运动中高能电子不断地与气体分子发生碰撞，并向后者转移能量，使之电离而本身变为低能电子，消除了高能电子对基体轰击，体现了“低能”特点；与直流溅射相比，工作气压降至10^-1Pa，溅射电压降到10²量级，靶的电流密度10¹mA/cm²，使溅射速度大大提高，体现“高速”特点。溅射电压300V～600V，工作气压10^-1Pa～10⁰Pa。经过多次碰撞后电子的能量逐渐降低，摆脱磁力线的束缚和延长电子的运动路径，改变电子的运动方向，提高工作气体的电离率和有效利用电子的能量。

磁控溅射镀膜技术主要应用于塑料、陶瓷、金属等材质部门镀制金属膜、仿金膜等，例如家电电器、钟表、灯具、工艺美术品、玩具、车灯反光罩、手机按键外壳以及仪器仪表、塑料、玻璃、陶瓷、磁砖等表面装饰性镀膜及工模具的功能涂层，更换不同的靶材，可得到不同的膜系，如超硬、耐磨、防腐的合金磨等。

溅射镀膜在研究和工业中得到广泛的应用，特别是磁控溅射镀膜技术，因具有沉积速度高，工作气体压力低，对基质的加热升温作用小的独特优点，得到了大量的研究开发和应用。为了提高镀膜效率和设备的适用性，其中多靶位和多样品位的磁控溅射沉积装置，因具有镀膜效率高，适用性强，在研究领域得到较多的开发和应用。

但是，现有技术多靶位和多样品位磁控溅射装置的结构是在一个磁控溅射装置内，在一个圆周位置上均匀配置了多个磁控溅射靶，在磁控溅射靶的上方配置可以旋转的样品盘，在样品盘上，在各磁控溅射靶对应的上方位置开设多个样品位，在磁控溅射过程中通过样品盘的旋转实现样品位的更替，从而达到在一次溅射时制备多个样品或在一次溅射过程中使用多个靶位的目的，这种技术一般都难以再实现样品位的平面旋转功能，即样品只能在磁控溅射装置上方“公转”，无法围绕下方的磁控溅射靶进行“自转”，镀膜成分和厚度的均匀性尚不理想。虽然可以通过样品盘或靶位挡板的的往复摆动来提高镀膜成分和厚度的均匀性，但需要增加复杂而精密的硬件和相应的控制软件，不仅提高了磁控溅射设备的设计难度和制造成本，而且使使用过程中设备的操作和维护的难度大大上升。

(三)发明内容

本发明的目的是设计一种磁控溅射旋转镀膜的辅助附加装置，应用在样品位不能以溅射靶中心为中心作平面旋转运动的磁控溅射设备中，使样品在磁控溅射的过程中，保持平面旋转运动，提高薄膜成分和厚度的均匀性。

本发明的目的由以下技术方案予以实现：

一种用于磁控溅射装置样品位可旋转的辅助装置，包括磁控溅射装置及配置在装置中的磁控溅射靶，其特征在于：呈圆环形的绝缘底板套置在磁控溅射靶底部，在绝缘底板上安装若干垂直滚动的滚动轴承，滚动轴承支撑一个水平配置旋转的大齿轮，大齿轮的上方配置筒式的支撑管，支撑管的顶部为样品位，大齿轮的外侧与水平配置的小齿轮啮合，小齿轮由电机驱动。

所述支撑管高度可变化。

所述支撑管的顶部开设若干缺口作为样品位。

所述支撑管的顶部开设对称的两个缺口作为样品位。

所述大齿轮的下表面开设一圈与滚动轴承相嵌的环形凹槽。

所述滚动轴承的数量为3或4个。

所述大齿轮与支撑管由螺钉装配连接。

所述电机安装在绝缘底板上，所述绝缘底板由绝缘地脚螺钉支撑在磁控溅射装置内腔底面上。

所述支撑管的内腔与磁控溅射靶同轴心配置。

所述电机由磁控溅射装置内部取电，匀速旋转。

本发明用于磁控溅射装置样品位可旋转的辅助装置，为实现上述目的提供了一种装置，包括小齿轮、电机、大齿轮、支撑管、样品位、滚动轴承、绝缘底板。小齿轮装配在电机上，在电机的驱动下，通过与大齿轮的啮合传动，使得大齿轮和固定在大齿轮上的支撑管同步匀速转动，从而达到使固定在支撑管上的样品位在水平面转动的目的。接通电机的工作电源，闭合磁控溅射装置，抽真空，充气，磁控溅射开始进行对样品位的样品进行镀膜试验。