[实用新型]制备高通量薄膜的磁控溅射装置

说明书

一种制备高通量薄膜的磁控溅射装置，包括基体、基片台、圆筒、带齿圆环和掩模组件，所述带齿圆环安装在圆筒的上端处，所述掩模组件安装在圆筒的下端处，所述基体位于圆筒内且与带齿圆环可转动连接，基片台安装在基体的底部上，所述基体上设有第一真空电机，第一真空电机的电机轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与带齿圆环的齿形结构啮合，第一真空电机用于驱动基体相对于掩模组件旋转。本实用新型提供了一种制备高通量薄膜的磁控溅射装置，该装置结构简单，适用于小型的磁控溅射镀膜机上，一次抽气完成实验并且不需要进行额外的靶材更换操作，就可以按照不同靶材制备出组分呈连续渐变式梯度分布的三元高通量薄膜。

技术领域

本实用新型涉及高通量薄膜制备装置技术领域，尤其是涉及一种制备高通量薄膜的磁控溅射装置。

背景技术

2011年6月，美国奥巴马政府启动“材料基因组计划”(MGI)，通过融合发展高通量计算、高通量材料实验、材料数据库等三大技术加速新材料的研发和应用。“材料高通量实验”是在短时间内完成大量样品的制备与表征。其核心思想是将传统材料研究中采用的顺序迭代方法改为并行处理，以量变引起材料研究效率的质变。更为重要的是，高通量实验可快速地提供有价值的研究成果，直接加速材料的筛选和优化，改变传统材料研究方法，加速材料研发进程，在短期内将材料从发现、制造、到应用的速度至少提高一倍，成本至少降低一半，满足当代工业对新材料研发的迫切需求。

材料高通量实验是以大量的材料实验数据为基础，且大多数材料实验是以薄膜的形式进行测试实验，因此利用制备薄膜装置进行高通量制备具有非常重要的作用。磁控溅射是物理气相沉积(Physical Vapor Deposition，PVD)的一种，可被用于制备金属、半导体、绝缘体等多材料，且具有设备简单、易于控制、镀膜面积大和附着力强等优点，在工业领域上具有广泛的应用。

利用磁控溅射进行高通量薄膜制备时有不少的缺点。采用多靶共沉积方式时，因为不同靶材溅射时溅射原子产生数量不同，造成基片上元素分布不同，无法直接完成不同组分的线性梯度分布，不能完整获得高通量材料0～100％空间覆盖。采用掩模方式时，由于自身靶材的刻蚀会影响薄膜的均匀性，造成部分区域无法形成线性梯度分布。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本实用新型提供了一种制备高通量薄膜的磁控溅射装置，该装置结构简单，适用于小型的磁控溅射镀膜机上，应用广泛，一次抽气完成实验并且不需要进行额外的靶材更换操作，就可以按照不同靶材制备出组分呈连续渐变式梯度分布的三元高通量薄膜。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种制备高通量薄膜的磁控溅射装置，包括基体、基片台、圆筒、带齿圆环和掩模组件，所述带齿圆环安装在圆筒的上端处，所述掩模组件安装在圆筒的下端处，所述基体位于圆筒内且通过轴承与带齿圆环可转动连接，基片放置在基片台上，基片台安装在基体的底部上，所述带齿圆环的内壁设有齿形结构，所述基体上设有第一真空电机，第一真空电机的电机轴上设有第一齿轮，所述第一齿轮与带齿圆环的齿形结构啮合，第一真空电机用于驱动基体相对于掩模组件旋转；

所述掩模组件包括设有掩模安装板、掩模和齿条，所述掩模安装板内设有通道，在掩模安装板的末端还设有一个与通道连通的安装孔，该通道沿着板上圆心和安装孔圆心连线方向设置，所述掩模与齿条连接，且两者均可在该通道内移动，所述掩模安装板用于将圆筒的底部封住，并在与圆筒中轴线对应处设有长方形通孔，该长方形通孔与通道连通，同时该长方形通孔尺寸小于掩模的尺寸，第二真空电机安装在圆筒的外侧上，其电机轴上设有第二齿轮，所述第二齿轮安装在该安装孔上且与齿条啮合，第二真空电机用于驱动掩模左右移动；所述基体的中心轴部还与外部电机连接，外部电机通过驱动基体，带动整个磁控溅射装置旋转。掩模在移动过程中，通过长方形通孔的边界线是直线。

进一步，所述掩模为方形。

再进一步，所述圆筒外设有用于平衡第二真空电机重量的配重。