[发明专利]一种粉体磁控溅射装置

说明书

本发明属于薄膜制备技术领域，涉及一种粉体磁控溅射装置。该装置包括金属托盘、粉体材料和磁控溅射靶系统。将粉体材料装在金属托盘的凹槽内，压实，形成粉体溅射靶，将粉体溅射靶安装在磁控溅射靶系统的阴极上，进行粉体磁控溅射镀膜。本发明采用粉体材料直接溅射，可大大缩短薄膜工艺探索的研发周期和生产成本，可保证生产过程中薄膜成分重复性的有效控制。

技术领域

本发明属于薄膜制备领域，涉及一种粉体磁控溅射装置。

背景技术

随着科学技术的不断发展，薄膜作为特殊的材料形式，在航空航天、通讯技术、计算机科学以及机械制造等众多领域，发挥着越来越重要的作用。薄膜材料可划分为结构薄膜和功能薄膜两大类。结构薄膜主要用于工件的表面改性和防护，而功能薄膜则主要应用于各种功能器件的制造，如动态存储器、半导体激光器、透明导电电极、微波接收器、传感器等。薄膜材料研究已经渗透到物理学、化学、材料科学、信息科学乃至生命科学等各个研究领域，不仅吸引了为数众多的科技工作者，而且受到各国高技术产业界的广泛关注。

磁控溅射是制备薄膜材料的重要方法之一，已经广泛应用于科学研究和工业化生产。磁控溅射一般是利用气体放电溅射固体靶材，并通过气相输运到样品或工件表面沉积形成固体薄膜。由于涉及等离子体放电、磁控溅射、气相输运和沉积等众多过程，使得薄膜成分的调控十分困难，一般需要大量的实验工艺探索，工作量巨大。此外，材料的择优溅射将导致靶材表面成分偏析，使得薄膜成分的重复性变差，进而影响薄膜和相关器件的性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种制作成本低、周期短、易于薄膜成分调整和稳定性控制的粉体磁控溅射装置。

本发明的技术方案：

一种粉体磁控溅射装置，包括金属托盘、粉体材料和磁控溅射靶系统；

所述的磁控溅射靶系统，包括永久磁体1和基片台9；所述的永久磁体1的两端分别为永久磁体N极a2和永久磁体N极b4，中间为永久磁体S极3；所述的永久磁体1和基片台9之间形成磁场7和电场8，电场8中的阴极5和阳极6位于永久磁体1的上方；阴极5与永久磁体1共同组成磁控溅射枪；控制磁控溅射枪的倾斜角度，避免溅射过程中粉体材料的脱落；

所述的金属托盘，中间带有凹槽，由导热无磁的金属材料制成，凸起的凹槽边沿位于磁控溅射靶系统的阳极6外，以避免金属托盘内粉体材料的溅射对薄膜产生污染，并保证金属托盘与阴极5间具有良好的电接触；

所述的粉体材料，装在金属托盘的凹槽内，压实，形成粉体溅射靶，将粉体溅射靶安装在磁控溅射靶系统的阴极5上，进行粉体磁控溅射镀膜。

所述的金属托盘的材料为不锈钢或铜，金属托盘底部的厚度不大于1mm，凹槽深度为3-5mm。

所述的粉体材料，为薄膜制备所需的材料，通过机械混合或化学混合方法获得。

本发明的有益效果：本发明采用粉体材料直接溅射，可大大缩短薄膜工艺探索的研发周期和生产成本，可保证生产过程中薄膜成分重复性的有效控制。

附图说明

图1是本发明的金属托盘的俯视图。

图2是本发明的金属托盘的主视图。

图3是磁控溅射靶系统的示意图。

图中：1永久磁体；2永久磁体N极a；3永久磁体S极；

4永久磁体N极b；5阴极；6阳极；7磁场；8电场；9基片台。

具体实施方式

以下结合附图和技术方案，进一步说明本发明的具体实施方式。