[发明专利]一种高能量脉冲式磁控溅射方法及磁控溅射装置

权利要求书

1.一种高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，包括以下几个步骤：

步骤一：将样品清洗置入真空腔中，安装阴极靶材，对真空腔进行抽真空；

步骤二：通入氩气对样品进行等离子体清洗；

步骤三：通入氩气作为溅射气体，在样品的表面进行直流溅射或脉冲溅射，形成过渡层；

步骤四：通入反应气体，在过渡层表面进行脉冲溅射，形成涂层；

步骤五：关闭溅射阴极及电源，停止通入的反应气体，取出表面溅射有涂层的样品。

2.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤一中真空腔抽真空后气体压强低于1E-4mbar。

3.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤一中靶材为单极靶材或双极靶材，靶材的材料为金属、半导体或者合金。

4.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤二中通入氩气对样品进行等离子体清洗具体为：通入氩气的气体流量为80~120sccm，偏压电源脉冲时间为0.4~2.3μs，偏压电源脉冲频率为5~350kHz，偏压电源电压为20~50V，偏压电源电流为0.1~1.2A，向样品施加偏压10~20分钟。

5.根据权利要求4所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述通入氩气的气体流量为120sccm，所述偏压电源脉冲时间为0.8μs，所述偏压电源脉冲频率为240kHz，所述偏压电源电压为50V，所述偏压电源电流为0.27A。

6.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤三中采用直流溅射过渡层时具体为：通入氩气的气体流量为80~120sccm，直流电源电压为500V，直流电源电流为0.3A，直流电源功率为170W，溅射时间为10~15分钟。

7.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤三中采用脉冲溅射过渡层时具体为：通入氩气的气体流量为80-120sccm，直流电源电流为1.5~3A，直流电源电压为600~1016V，直流电源功率为1800~3000W， 直流电源脉冲占空比为ON/Period: （10~80）/（130~1050）μs，脉冲溅射时间为10~15分钟。

8.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤四中在过渡层的表面进行脉冲溅射成膜材料的过程具体为：通入反应气体的气体流量15~35sccm，直流电源电流1.5~3A，直流电源电压600~1016V，直流电源功率为1800~3000W， 直流电源脉冲占空比为ON/Period: （10~80）/（130~1050）μs，直流电源溅射率为1~1.8微米/小时，溅射时间大于2小时。

9.根据权利要求1所述的高能量脉冲式磁控溅射方法，其特征在于，所述步骤四中通过控制直流电源功率、直流电源脉冲占空比以及通入反应气体的气体流量，控制制备的涂层颜色。

10.一种高能量脉冲式磁控溅射装置，包括真空腔、抽真空设备、电源、中央控制单元，其特征在于，所述电源包括脉冲发生单元、偏压电源和直流电源；所述偏压电源连接于样品上，所述直流电源连接于靶材上，所述脉冲发生单元通过数据线与中央控制单元连接，并且该脉冲发生单元由直流电源推动产生脉冲电流，并将该电流输出至真空腔的靶材中。