[发明专利]一种旋转蒸镀与磁控溅射复合型制靶装置

说明书

本发明涉及一种旋转蒸镀与磁控溅射复合型制靶装置，所述装置包括真空靶室、旋转靶盘、磁控溅射源、蒸镀坩埚以及蒸镀电极，在真空靶室中，蒸镀坩埚与旋转靶盘间隔一定距离，蒸镀坩埚设置于蒸镀电极之间，蒸镀电极与真空靶室绝缘密封，穿过真空靶室与真空靶室外的蒸镀电源相连，磁控溅射源设置于旋转靶盘另一侧，磁控溅射源与真空靶室绝缘密封，穿过真空靶室与真空靶室外的溅射电源相连，真空靶室预留氩气充气孔以向真空靶室充入高纯氩气进行保护，在真空靶室盖板上设置手套箱，以在制靶完成后在氩气氛围中对反应靶进行封装。采用本发明中公开的装置，集成蒸镀和磁控溅射技术,将反应靶中氧杂质含量尽可能降至最低，为高精度实验测量奠定可靠基础。

技术领域

本发明属于制靶领域，具体涉及一种旋转蒸镀与磁控溅射复合型制靶装置。

背景技术

对极低反应截面进行直接测量是核天体物理研究的前沿，对极低反应截面进行直接测量不仅需要更低的本底、更强的束流，还需要更可靠的反应靶，这就意味着制靶工艺也需要进一步提高。

大多金属表面都容易形成氧化层，同时反应靶在束流的轰击下容易被溅射造成反应靶厚度的损失，这些因素都直接影响最终的极低反应截面实验测量结果。另外通过不断实验发现，在反应靶表面覆盖一层铬或钛可有效提高反应靶的抗溅射能力(Chin.Phys.C45(2021)084108)，提高反应靶使用寿命的同时保证测量结果的可靠性。

铬或钛可以通过磁控溅射技术封盖在反应靶表面，但大多反应有效成份却不能通过磁控溅射技术来制作，以某一核天体物理实验第一阶段的²⁵Mg(p,γ)²⁶Al实验为例，²⁵Mg为同位素材料，不可能用来制作磁控溅射的靶源，自然就无法通过磁控溅射的方法制备²⁵Mg同位素靶，只能通过蒸镀的方法来制备，制备完成后再通过磁控溅射覆盖一层抗溅射的铬。

蒸镀或磁控溅射均为成熟的商用镀膜技术，但是目前还没有将蒸镀和磁控溅射集成为一体的镀膜设备，这就意味着²⁵Mg靶在蒸镀完成后必须暴露在大气中然后再完成封铬的步骤。镁是比较活泼的金属元素，在大气中容易被氧化，而且不会形成致密氧化层，这就导致这样制成的²⁵Mg靶中氧的含量及分布完全不确定，那么这样的反应靶将直接影响最终的实验测量结果。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种旋转蒸镀与磁控溅射复合型制靶装置，将蒸镀和磁控溅射结合为一体,将反应靶中氧杂质含量尽可能降至最低，从而为高精度实验测量奠定可靠基础。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是：一种旋转蒸镀与磁控溅射复合型制靶装置，所述装置包括真空靶室、旋转靶盘、磁控溅射源、蒸镀坩埚以及蒸镀电极，所述旋转靶盘、所述磁控溅射源、所述蒸镀坩埚以及所述蒸镀电极均设置于所述真空靶室中，所述蒸镀坩埚与所述旋转靶盘间隔一定距离，所述蒸镀坩埚设置于所述蒸镀电极之间，所述蒸镀电极与所述真空靶室绝缘密封，穿过所述真空靶室与所述真空靶室外的蒸镀电源相连，给所述蒸镀电极供电加热所述蒸镀电极间的蒸镀坩埚以进行蒸镀制靶，所述磁控溅射源设置于所述旋转靶盘一侧，所述磁控溅射源与所述真空靶室绝缘密封，穿过所述真空靶室与所述真空靶室外的溅射电源相连，所述真空靶室预留氩气充气孔以向所述真空靶室充入高纯氩气进行保护，在真空靶室盖板上设置手套箱，以在制靶完成后在氩气氛围中对反应靶进行封装。

进一步，所述装置还包括步进电机、磁流体密封部件、旋转轴、靶架、磁控溅射源盖板，所述步进电机设置于所述真空靶室外侧，所述旋转轴、所述靶架、所述磁控溅射源盖板均设置于所述真空靶室内侧，所述旋转靶盘设置于所述靶架上，所述旋转轴的两端分别连接所述步进电机与所述靶架，所述步进电机与所述真空靶室之间通过所述磁流体密封部件进行旋转密封。

进一步，所述步进电机带动所述旋转轴以控制所述靶架的位置并进行旋转。

进一步，进行蒸镀制靶时控制所述磁控溅射源盖板封上所述磁控溅射源。