[实用新型]溅射镀膜设备

说明书

一溅射镀膜设备，适用于在基材表面镀膜，其中所述溅射镀膜设备包括一用于容置基材与靶材的反应腔体和一电极装置，其中所述电极装置被安装于该反应腔体，其中所述电极装置包括：至少一射频电源，具有预设的频率；至少一射频驱动电极，其连接于所述射频电源的输出端，其中该靶材位于靠近所述射频驱动电极的位置，其中该基材面向该靶材且相距一定的距离，并形成一溅射空间；以及至少一供磁元件，其中所述供磁元件被设置于在临近该靶材的区域产生至少部分平行于该靶材表面的磁场的位置。

技术领域

本实用新型涉及镀膜领域，进一步涉及一溅射镀膜设备。

背景技术

溅射镀膜是一种广泛采用的制备表面涂层的物理气相沉积方法。目前溅射镀膜方法为：在反应腔室中，利用荷能粒子轰击靶材料(或靶材)表面，使被轰击出的粒子沉积在基材表面形成涂层或膜层。与传统的真空蒸镀方法相比，溅射镀膜方法具有诸多优点，例如膜层和基材附着力强，可制取高熔点物质薄膜，可进行反应溅射制取化合物膜等。

目前最简单的溅射镀膜方法是直流二极溅射镀膜方法。直流二极溅射镀膜方法采用由一对阴极和阳极组成的辉光放电结构的电极装置，其中阴极作为溅射靶材料(又称阴极靶)，待镀膜的基材置于两电极间或阳极上，在适当的气压下，在该电极装置的两电极间施加直流高压，使反应腔室内的气体放电产生等离子体，其中的离子受阴极电场作用，加速轰击靶材料，使靶材料表面的粒子溅射出来并沉积在基材表面以形成涂层。但是，由于直流二极溅射镀膜方法的电极装置的放电效率较低，从而导致反应腔室内放电产生的等离子体密度较低，致使由靶材料表面溅射出来的粒子的产额较低(即溅射率较低)，和沉积率较低，使得直流二极溅射镀膜方法在实际中已很少使用。

为了提高溅射镀膜效率，一种直流磁控溅射镀膜方法在该直流二极溅射镀膜方法的基础上改进而成。该直流磁控溅射镀膜方法在该阴极靶背后安装磁铁，在阴极附近形成几百高斯以上的强磁场，将电子约束在阴极附近，以大幅度提高放电效率，从而提高溅射率和沉积率。

然而，在直流二极溅射镀膜方法和直流磁控溅射镀膜方法中，靶材料必须为金属或导电材料，才能够作为阴极产生放电反应，因此，直流二极溅射镀膜方法和直流磁控溅射镀膜方法只能用于制备金属、合金或导电化合物涂层。另一方面，由于绝缘材料无法作为阴极产生放电，直流二极溅射镀膜方法和直流磁控溅射镀膜方法均无法用于制备绝缘材料涂层。

为了能够利用溅射镀膜方法制备绝缘材料涂层，一种传统的射频溅射镀膜方法，利用射频放电，在两电极之间施加射频电压以形成射频电场，绝缘材料作为靶材料被制成薄片固定在射频驱动电极上，待镀膜的基材被置于两电极间或接地电极上。射频电场穿透绝缘靶材料在两电极之间放电产生等离子体，并与等离子体共同作用在绝缘靶材料表面形成自偏置效应，以加速离子轰击绝缘靶材料，使绝缘靶材料表面的粒子溅射出来并沉积在基材表面以形成绝缘材料涂层。目前，典型的射频溅射镀膜方法采用的电极装置的射频频率为13.56MHz。

与直流二极溅射镀膜方法类似，该射频溅射镀膜方法也存在放电效率较低，等离子体密度较低，致使溅射率较低和沉积率较低的问题。为提高溅射率和沉积率，类似于上述直流磁控溅射镀膜方法在直流二极溅射镀膜方法的基础上的改进，一种射频磁控溅射镀膜方法由射频放电与磁控阴极相结合而成，即该射频磁控溅射镀膜方法是在靶材料附近形成强磁场，将射频电压加在靶材料上以形成射频电场，利用射频放电和强磁场的共同作用，提高放电效率，以提高溅射率和沉积率。

然而，相对于直流磁控溅射镀膜方法对于直流二极溅射镀膜方法那样显著的溅沉积效率的提升，射频磁控溅射镀膜方法相对于射频溅射镀膜方法的沉积率的提高相对较小。换句话说，射频磁控溅射镀膜方法并没有获得如期的沉积率，在实际应用中，沉积率依然较小。例如，典型的直流磁控溅射镀膜方法的沉积率为每分钟几百纳米，而典型的射频磁控溅射镀膜方法的沉积率为每分钟几纳米。如此低的沉积率，严重的限制了射频磁控溅射镀膜方法在实际生产或工业生产中的应用，使得射频磁控溅射镀膜方法基本上是在不计成本的基础科研中被采用，而无法大量的投入到工业生产中。