[发明专利]磁控溅射原子层沉积真空镀膜系统在审
申请号: | 201810219121.3 | 申请日: | 2018-03-16 |
公开(公告)号: | CN108385079A | 公开(公告)日: | 2018-08-10 |
发明(设计)人: | 不公告发明人 | 申请(专利权)人: | 无锡奥芬光电科技有限公司 |
主分类号: | C23C14/56 | 分类号: | C23C14/56;C23C14/35;C23C16/54;C23C16/455 |
代理公司: | 无锡市大为专利商标事务所(普通合伙) 32104 | 代理人: | 殷红梅;刘海 |
地址: | 214028 江*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 磁控溅射 原子层沉积 蒸发室 基板 转架 磁控溅射阴极 真空镀膜系统 气体分配器 基板安装 进气管道 反应室 配气盘 外侧壁 靶材承载部 一次性制备 电源连接 对称设置 固定设置 厚度要求 上固定槽 下固定槽 靶材 侧壁 成膜 膜层 平行 承载 一体化 出口 | ||
本发明涉及一种磁控溅射原子层沉积真空镀膜系统,其特征是:包括蒸发室和反应室;所述反应室包括基板转架,在基板转架外侧壁上设置有基板安装位,基板安装位包括对称设置在基板转架外侧壁上的上固定槽和下固定槽;所述磁控溅射蒸发室固定设有靶材承载部,在其上承载靶材;磁控溅射蒸发室的侧壁上设有磁控溅射阴极,磁控溅射阴极与其对应的电源连接;所述原子层沉积蒸发室设置有与基板转架相对、平行的气体分配器,所述气体分配器包括进气管道和配气盘,所述配气盘固定设置在所述进气管道的出口。本发明实现磁控溅射、原子层沉积的成膜一体化,满足不同膜层厚度要求的样品的一次性制备。
技术领域
本发明涉及一种磁控溅射原子层沉积真空镀膜系统,属于镀膜技术领域。
背景技术
随着科学技术的发展,真空镀膜技术得到了飞速的发展。镀膜技术可以改变工件表面性能,提高工件耐磨损、抗氧化和耐腐蚀等性能,从而延长工件的使用寿命,镀膜技术也可以实现光学、电学、半导体薄膜器件的制备,具有很高的经济价值。真空镀膜有三种形式,即蒸发镀膜、溅射镀膜和离子镀。
溅射镀膜是在七十年代初建立的一种技术,最初用来沉积金属和光学薄膜。但是随着技术的逐步完善,溅射镀膜也被应用到半导体材料的制备当中。磁控溅射的基本原理是:在阴极(靶材)和阳极(基板)之间加以电场,向真空室内通入惰性气体和反应气体,在电场的作用下,真空室内的气体电离,产生离子。离子又在电场的作用下被加速,并向阴极靶材运动,由于施加在阴极和阳极之间的电场很强,电离的离子具有较高的动能并轰击阴极靶材,将靶材上的物质以分子和分子团的形式溅射出来并射向阳极基板,并沉积在基板上。磁控溅射的优点:
(1)沉积速度快、基片温升低、对膜层的损伤小;
(2)对于大部分材料,只要能支撑靶材,就可以实现溅射;
(3)溅射所获得的薄膜与基板结合较好;
(4)溅射所获得的薄膜纯度高、致密性好、成膜均匀性好;
(5)溅射工艺可重复性好,可以在大面积基板上获得厚度均匀的薄膜;
(6)能够精确控制膜层的厚度,同时可通过改变参数条件控制组成薄膜的颗粒大小;
(7)不同的金属、合金、氧化物能够进行混合,同时溅射于基板上;
(8)易于实现工业化。
但磁控溅射技术无法精确控制纳米级薄膜的膜厚。原子层沉积(atomiclayerdeposition,ALD)是一种可以将物质以单原子膜形式一层一层的镀在基底表面的方法,具有精确的厚度控制、沉积厚度均匀性和一致性等特点,可达到在单原子层水平上完全可控。
目前,现有的真空蒸镀系统只能完成有机源和金属源的蒸发成膜。虽然磁控溅射系统、电子束蒸镀系统也可以通过过渡舱连接到蒸镀室,但这类设备无法将磁控溅射系统和电子束蒸镀系统置于蒸镀室内部且机械制造复杂。在多层膜系的溅射镀膜过程中,如果其中存在一层或几层膜厚<5nm的极薄膜层,溅射镀膜无法精确控制膜厚。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足,提供一种磁控溅射原子层沉积真空镀膜系统,实现磁控溅射、原子层沉积的成膜一体化,满足不同膜层厚度要求的样品的一次性制备。
按照本发明提供的技术方案,所述磁控溅射原子层沉积真空镀膜系统,其特征是:包括蒸发室和反应室,蒸发室包括对称设置于反应室相对两侧的磁控溅射蒸发室和对称设置于反应室另一相对两侧的原子层沉积蒸发室;
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