[发明专利]一种制备柔性衬底薄膜的磁控溅射装置

说明书

技术领域

本发明涉及真空镀膜技术领域，具体是一种制备柔性衬底薄膜的磁控溅射装置。

背景技术

公知的，采用磁控溅射进行真空镀膜的基本过程是电子在电场的作用下加速飞向基片的过程中与氩原子发生碰撞，电离出大量的电子和氩离子，电子飞向基片。氩离子在电场的作用下加速轰击靶材，溅射出靶原子或分子，呈中性的靶原子或分子沉积在基片上成膜。磁控溅射是用磁场束缚和延长电子的运动路径，不断的与氩原子发生碰撞，电离更多轰击靶材的氩离子，提高氩气的电离率并有效利用电子的能量。

但传统的磁控溅射装置中，基片衬底与靶材相对设置，在溅射时，靶材上的高能粒子会对沉积薄膜产生离子损伤，并且高能粒子轰击会引起基片变热，尤其在柔性材料上沉积薄膜时，会导致柔性基片变形，影响薄膜质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备柔性衬底薄膜的磁控溅射装置，该装置能够避免在溅射时对沉积薄膜造成离子损伤，并确保柔性基片不会损伤，保证薄膜质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种制备柔性衬底薄膜的磁控溅射装置，包括基片与靶材，所述靶材包括上靶材与下靶材，两个靶材上下相对设置；上靶材的上部与下靶材的下部设有在两个靶材之间形成磁场的磁体，磁场方向与靶材垂直；所述基片垂直设置于两个靶材的外侧。

进一步的，两个靶材的间距为70mm。

进一步的，所述基片与两个靶材中心线之间的距离为65mm。

本发明的有益效果是，设置上下相对的两个靶材，并将基片垂直设置于两个靶材的外侧，溅射过程中，二次电子飞出靶面后，被靶材阴极的电场加速，电子受磁场束缚向阳极运动，并被有效的封闭在两个靶极之间作洛仑兹运动，形成柱状等离子体，随着碰撞次数的增加，电子的能量消耗殆尽，最终沉积在基片上；由于该电子的能量很低，传递给基片的能量很小，基片温升较低并且使得薄膜有效避免了离子损伤，同时，薄膜是由靶材离子散射和热分解沉积得到，因此薄膜在室温中沉积，避免柔性衬底在传统磁控溅射过程中烧糊，变形等损坏，保证薄膜质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明提供一种制备柔性衬底薄膜的磁控溅射装置，包括基片5与靶材，所述靶材包括上靶材1a与下靶材1b，两个靶材上下相对设置，并通过铜导体3相连；上靶材1a的上部设有第一磁体N，下靶材1b的下部设有第二磁体S,第一磁体N与第二磁体S在两个靶材之间形成磁场，磁场方向与靶材垂直；所述基片5垂直设置于两个靶材的外侧，阳极6设于基片5的外侧；作为优选的，两个靶材的间距d1为70mm，所述基片与两个靶材中心线之间的距离d2为65mm。在具体制备时，可使用基片架装载基片，基片可采用PET或PI，将PET或PI去掉镀膜面的覆盖膜，装载在基片架上，所述靶材可采用ITO、AZO或GZO等陶瓷靶材。

在溅射过程中，两个靶材相对溅射相当于存在两个等离子体产生源，所加磁场与靶材垂直，有效束缚电子运动路径，二次电子飞出靶面后，被靶材阴极的电场加速，电子同时受磁场束缚向阳极6运动，被有效的封闭在两靶之间作洛仑兹运动，往复于两靶之间，不断与Ar原子发生碰撞，电离更多的Ar离子轰击靶材，靶材之间形成柱状等离子体4，增加了等离子体密度，溅射出的靶材原子或分子随着碰撞次数的增加能量消耗殆尽，通过辐射，热降解最终沉积在基片上。

由于该靶材原子或分子的能量很低，传递给基片的能量很小，致使基片温升较低，使薄膜有效避免了离子损伤，保证薄膜质量。在同等功率的条件下与传统磁控溅射装置相比，使成膜粒子轰击能量减小，降低薄膜沉积速率，有利于成膜原子在基片表面扩散，晶粒的长大，使薄膜生长的更加致密。另外，原子的入射能量低，更有利于成膜的均匀性，薄膜晶粒长大有益于形成ITO、AZO或GZO晶体结构。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同替换、等效变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。