[发明专利]一种金属离子源和真空镀膜系统

权利要求书

1.一种金属离子源，其特征在于：包括外壳(11)、若干个磁性元件(12)、铜套(13)、磁控靶(14)、熄弧罩(15)、冷却系统(16)、磁钢(17)、网孔状的引出栅(18)和引出电场正极(19)；

所述外壳(11)呈中空的圆柱筒状；所述磁钢(17)、冷却系统(16)、铜套(13)和磁控靶(14)依序层叠铺设于外壳(11)内，且都不与外壳(11)导通；磁控靶(14)嵌在铜套(13)内，若干个磁性元件(12)均匀的镶嵌在磁钢(17)上；

熄弧罩(15)固定于圆柱筒外壳的两端，并将依序层叠设置在外壳(11)内的磁钢(17)、冷却系统(16)、铜套(13)和磁控靶(14)的两端包裹住，熄弧罩(15)与磁性元件(12)、铜套(13)、磁控靶(14)和磁钢(17)之间留有间隙，均不导通；

所述引出栅(18)固定在圆柱筒状外壳(11)的一端，所述引出电场正极(19)固定在圆柱筒状外壳(11)的另一端，引出栅(18)和引出电场正极(19)均采用绝缘材料与外壳(11)固定连接。

2.根据权利要求1所述的金属离子源，其特征在于：还包括法拉第杯(110)，法拉第杯(110)于引出栅(18)之后，与外壳(11)固定连接。

3.根据权利要求1所述的金属离子源，其特征在于：所述引出电场正极(19)将与之连接的圆柱筒状外壳(11)的端口封闭。

4.根据权利要求3所述的金属离子源，其特征在于：所述引出电场正极(19)采用不锈钢、Cu、Al、V、Ti、Cr、Mn、Ni、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Ta、W、Pt、Au及其导电且无磁性的合金中的任意一种制备。

5.根据权利要求1所述的金属离子源，其特征在于：所述网孔状的引出栅(18)为采用金属丝编织的网状结构或多孔的金属片结构，金属丝或金属片采用不锈钢、Cu、Al、V、Ti、Cr、Mn、Ni、Zn、Zr、Nb、Mo、Pd、Ag、Ta、W、Pt、Au及其导电且无磁性的合金中的任意一种制备。

6.根据权利要求1所述的金属离子源，其特征在于：所述引出栅(18)与圆柱筒状外壳内的磁控靶(14)之间的距离为2-20cm。

7.一种真空镀膜系统，其特征在于：包括权利要求1-6任一项所述的金属离子源(1)、真空室(2)、引出电源(3)、高功率脉冲磁控溅射电源(4)和放置待处理工件的工作台(5)；

真空室(2)为封闭空腔，金属离子源(1)和工作台(5)固定在真空室(2)中，工作台(5)与金属离子源(1)安装引出栅(18)的一端相对，位于其正对面；

引出电源(3)和高功率脉冲磁控溅射电源(4)设置于真空室(2)外，引出电源(3)的负极与金属离子源(1)的引出栅(18)电连接，正极与金属离子源(1)的引出电场正极(19)电连接，或者正极与引出电场正极(19)电连接后共接地；高功率脉冲磁控溅射电源(4)的负极与金属离子源(1)的铜套(13)和磁控靶(14)电连接，正极接地。

8.根据权利要求7所述的真空镀膜系统，其特征在于：所述高功率脉冲磁控溅射电源(4)为单脉冲模式的高功率脉冲电源、脉冲和直流复合的高功率脉冲电源、调制的高功率脉冲电源中的一种或几种。

9.根据权利要求7所述的离子镀膜装置，其特征在于：所述引出电源(3)为用于常规薄膜沉积的输出电压50V～10kV的低压电源，或为用于等离子体离子注入的输出电压1kV～100kV的高压脉冲电源；所述低压电源选自直流电源、脉冲电源，或直流脉冲复合电源的一种或几种。

10.根据权利要求7所述的离子镀膜装置，其特征在于：所述金属离子源(1)和工作台(5)之间的距离为5～50cm。