[发明专利]一种碳薄膜低温可控沉积方法及装置

权利要求书

1.一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)抽真空步骤；

(2)清洗步骤；

(3)高功率脉冲磁控溅射柱靶沉积结合层步骤；

(4)高功率脉冲磁控溅射+直流磁控溅射沉积氮化物承载层步骤；

(5)中频磁控溅射辅助化学气相沉积步骤。

2.如权利要求1所述的一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，所述抽真空步骤中抽真空至1.0x10^-4Pa。

3.如权利要求2所述的一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，所述清洗步骤具体是开启高功率脉冲电源，电压800V，脉冲电流400A，偏压500V，阳极300V，清洗时间15分钟，氩气1Pa。

4.如权利要求3所述的一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，所述高功率脉冲磁控溅射柱靶沉积结合层步骤具体是降低偏压至120V，阳极200V，氩气1Pa，氮气0.15Pa；沉积120分钟。

5.如权利要求4所述的一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，所述高功率脉冲磁控溅射+直流磁控溅射沉积氮化物承载层步骤具体是高功率脉冲电源，电压600V，脉冲电流300A，偏压至120V，阳极200V，氩气1Pa，氮气0.15Pa，甲烷0.30Pa，中频石墨靶电源10A，沉积30分钟。

6.如权利要求5所述的一种碳薄膜低温可控沉积方法，其特征在于，所述中频磁控溅射辅助化学气相沉积步骤具体是关闭高功率脉冲电源，偏压至120V，阳极200V，氩气1Pa，甲烷0.40Pa，中频石墨靶电源10A，沉积120分钟。

7.一种实现上述碳薄膜低温可控沉积方法的装置，其特征在于，包括双层水冷腔体和盖在所述双层水冷腔体上的顶部盖，其中所述双层水冷腔体包括一径向截面呈圆形的内层水冷腔体和环绕在所述内层水冷腔体外围的呈环状的外层水冷腔体；

所述碳薄膜低温可控沉积装置还包括若干设置在所述外层水冷腔体内的磁控圆柱靶、一设置在所述内层水冷腔体中心位置的中心水冷圆柱阳极、一设置在所述内层水冷腔体内且位于所述中心水冷圆柱阳极外围的工装夹具；所述磁控圆柱靶分成两组，一组磁控圆柱靶采用高功率脉冲电源供电，另一组磁控圆柱靶采用中频电源供电；所述中心水冷圆柱阳极采用中频脉冲电源供电；所述工装夹具与所述顶部盖连接；所述双层水冷腔体还通过抽真空接头和抽真空管连接真空系统，所述双层水冷腔体还分别通过气管接头和气管连接氩气流量计、氮气流量计和甲烷流量计；所述氩气流量计连接氩气气源，所述氮气流量计连接氮气气源，所述甲烷流量计连接甲烷气源；

所述碳薄膜低温可控沉积装置还包括一工控机PLC控制器和一双层水冷腔体内的信号采集装置，所述信号采集装置用以采集所述双层水冷腔体内的水冷信号；所述工控机PLC控制器与所述信号采集装置信号连接，所述工控机PLC控制器与所述氩气流量计、所述氮气流量计、所述甲烷流量计、所述高功率脉冲电源、所述中频电源、所述中频脉冲电源控制连接。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，每一磁控圆柱靶的内部设置有柱状水冷结构，所述柱状水冷结构通过一冷却水管路连接一冷却水源。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，在所述冷却水管路连接一高压泵。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述磁控圆柱靶的工作靶面为全部靶面的五分之一。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述磁控圆柱靶为磁控溅射石墨圆柱靶。