[发明专利]圆形用于团簇束流源的高功率脉冲磁控溅射装置及测试方法

说明书

本发明公开了圆形用于团簇束流源高功率脉冲磁控溅射装置及测试方法，包括基板、外腔室、内腔室、电源模组；所述外腔室的顶部设有被溅射出的团簇束流的出口；所述基板安装在出口上；所述外腔室底部设有真空泵的抽气口；所述电源模组设置在外腔室的底部上；所述内腔室设置在电源模组上；所述内腔室的侧壁上设有气体的入口；所述内腔室顶部开口，内部包括靶材和磁控装置，所述靶材设置在磁控装置上；所述电源模组由高功率脉冲磁控溅射模块与一个直流脉冲电源串联后再与一个直流电源或者射频电源进行耦合组成；所述磁控装置是圆形整块自适应磁铁。本发明提高了溅射过程中靶材原子的离化率，提高了团簇的生产效率。

技术领域

本发明属于脉冲磁控溅射领域，尤其涉及一种圆形用于团簇束流源的高功率脉冲磁控溅射装置及测试方法。

背景技术

现有的脉冲磁控溅射装置中，磁场的存在是必要的，由于目前使用的磁极技术大多是圆形和长条形永久磁铁，都是通过若干个强磁体材料组合而成。这就出现一个相当大的弊端：这些若干个强磁体材料的组装和拆卸，是相当耗费时间的，搭建一个完整的用于团簇源的磁控溅射装置需要2～3天的时间，这显然不符合高效率的要求。再者在实验过程中若需要调整磁极装置的磁场分布时，原先的磁极技术只能进行磁体材料的拆解再重组装，这就将耽误大量的实验时间。

现有电源技术(DC直流电源或者RF射频电源)的局限性导致被溅射出的靶材原子的离化率较低，使得产生的原子团簇束流中带正电的团簇比例较低，而带正电的靶材原子团簇正是我们所需要的，并且不完善的电源技术也制约了可供使用的带正电的原子团簇的生成。在传统直流磁控溅射的过程中靶材离子受磁场磁力线和靶上施加的负电压的作用，被束缚在靶材附近，大大降低了团簇束流出口位置溅射的靶材离子数量。然而在原子团簇的制造应用中，出口处的靶材原子离化率将显著影响团簇束流的性能。

发明内容

本发明目的在于提供一种圆形用于团簇束流源的高功率脉冲磁控溅射装置,以解决被溅射出的靶材原子的离化率较低，使得产生的原子团簇束流中带正电的团簇比例较低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种圆形用于团簇束流源高功率脉冲磁控溅射装置，包括基板、外腔室、内腔室、电源模组；

所述外腔室的顶部设有被溅射出的团簇束流的出口；

所述基板安装在出口上；

所述外腔室底部设有真空泵的抽气口；

所述电源模组设置在外腔室的底部上；

所述内腔室设置在电源模组上；

所述内腔室的侧壁上设有气体的入口；

所述内腔室顶部开口，内部包括靶材和磁控装置，所述靶材设置在磁控装置上；

所述电源模组包括高功率脉冲磁控溅射模块、直流脉冲电源、直流电源、射频电源；

所述高功率脉冲磁控溅射模块与一个直流脉冲电源串联后再与一个直流电源或者射频电源进行耦合；

所述磁控装置是整块圆形自适应磁铁。

进一步的，所述磁控装置是直径3英寸的整块圆形自适应磁铁。

进一步的，所述磁控装置是直径8英寸的整块圆形自适应磁铁。

进一步的，所述磁控装置是直径12英寸的整块圆形自适应磁铁。

进一步的，所述靶材是矩形或旋转柱靶。

进一步的，所述靶材是金属或非金属靶。

一种圆形用于团簇束流源高功率脉冲磁控溅射装置的测试方法，包括以下步骤：