[发明专利]圆柱形旋转磁控管溅射阴极装置以及使用射频发射来沉积材料的方法

权利要求书

1.一种旋转磁控管溅射阴极设备，其特征在于，包括射频电源、功率输送组件、圆柱形旋转阴极、轴和驱动马达，其中

所述功率输送组件包括位于所述阴极内的磁场源和在所述阴极内延伸的电极；

所述阴极的外表面包括靶材料；

所述电极与所述轴电隔离；

所述电极和所述轴由非铁材料形成；

所述轴通常与所述阴极同轴并且被机械连接到所述阴极，以致所述轴和所述阴极被电隔离，并且所述轴的旋转使得所述阴极围绕所述磁场源和一部分所述电极旋转；

所述驱动马达适合于旋转所述轴；

所述电源适合于以1MHz或更高的频率供给射频能量；以及

所述电极被电连接到所述电源。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电极不与所述阴极直接电接触。

3.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述电源适合于以13MHz或更高的频率供给射频能量。

4.如权利要求3所述的设备，其特征在于，所述电源适合于以25MHz或更高的频率供给射频能量。

5.如权利要求4所述的设备，其特征在于，所述电源适合于以300MHz或更高的频率供给射频能量。

6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述电源适合于以1GHz或更高的频率供给射频能量。

7.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述靶材料由实质上不含传导材料的绝缘材料构成。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁场源在所述阴极内的位置能够相对于它与所述阴极的内表面的接近度被调整。

9.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述磁场源在所述阴极内的位置能够关于所述电极被径向地调整。

10.如权利要求1所述的设备，其特征在于，进一步包括适合于抽吸冷却介质的冷却泵，其中

所述电极实质上是中空的，并且适合于操作地连接到所述冷却泵；

所述电极适合于将冷却介质从所述冷却泵输送到所述阴极中；以及

所述轴和所述功率输送组件进一步包括适合于允许所述冷却介质流出所述阴极的绝缘的开槽的轴承组件；

由此，

所述冷却泵促使所述冷却介质进入到所述中空电极中，并且通过所述开槽的轴承组件，从而冷却所述功率输送组件和所述阴极。

11.如权利要求10所述的设备，其特征在于，所述开槽的轴承组件包括与所述电极至少部分接触的非传导的陶瓷轴承。

12.一种利用旋转圆柱形磁控管溅射阴极设备来沉积材料的方法，其特征在于，所述旋转圆柱形磁控管溅射阴极设备包括射频电源、功率输送组件、旋转阴极、轴和驱动马达，其中

所述功率输送组件包括位于所述阴极内的磁场源和在所述阴极内延伸的电极；

所述阴极的外表面包括靶材料；

所述电极与所述轴电隔离；

所述轴通常与所述阴极同轴；以及

所述电极和所述轴由非铁材料形成；

所述方法包括以下步骤：

使得所述电源以1MHz或更高的频率供给射频能量；

使得所述阴极围绕所述磁场源旋转；以及

将衬底定位成紧邻所述阴极的所述外表面；

由此，所述射频能量使得所述靶材料的颗粒喷射到所述衬底上。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电极不与所述阴极直接电接触。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述电源适合于以13MHz或更高的频率供给射频能量。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述电源适合于以25MHz或更高的频率供给射频能量。

16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，所述电源适合于以300MHz或更高的频率供给射频能量。

17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述电源适合于以1GHz或更高的频率供给射频能量。

18.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述靶材料由绝缘材料形成，并且实质上不含传导材料。