CN113862624A - 溅射沉积设备及溅射沉积方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种溅射沉积设备和方法。设备包括腔体、复数个靶枪、惰性气体供应系统及第二气体供应系统；靶枪位于腔体内，各靶枪上均设置有靶材，复数个靶材绕一垂线对称设置以使得复数个靶材的辉区至少部分重叠以形成重叠沉积区；腔体内设置有载台，衬底上具有待沉积区，待沉积区位于重叠沉积区；第二气体供应系统包括第二气体管路，以向衬底表面供应第二气体；惰性气体供应系统包括惰性气体喷淋头，惰性气体喷淋头位于腔体内，用于朝复数个靶材的包含重叠沉积区在内的辉区供应惰性气体，以将靶材溅射出的粒子带到衬底表面。本发明有助于提高多靶共溅射制备的薄膜的均匀性，有助于延长靶材寿命和提高工艺良率。

Description

溅射沉积设备及溅射沉积方法
技术领域
本发明属于气相沉积技术领域，特别是涉及一种溅射沉积设备及溅射沉积方法。
背景技术
物理气相沉积方法，尤其是溅射沉积方法是制备多元系材料的常用方法。随着半导体技术的飞速发展，多元系材料(包含两种或两种以上化学组分的材料)的应用越来越广泛，对多元系材料的制备效率提出了越来越高的要求。一个二元系材料AxB1-x(其中x为元素A的成分比例)，如果选择x从0到1的10种成分组合，则可以基本获得材料AxB1-x的性能。如果是一个三元系的材料AxByC1-x-y，要想比较全面地研究，需要x，y各自独立的选取0到1的10个值，这就产生10×10＝100种组合，才能比较全面地获得AxByC1-x-y(A、B、C及D为材料中的元素名称)的性能。同样的推理，一个四元系材料AxByCzD1-x-y-z，需要1000种组合的研究才能比较全面的获得材料的性能。100和1000个材料成分组合的制备和测试实验需要花费大量的时间和成本。因此，采用高通量实验设备是必要的。高通量薄膜沉积设备用于制造多元素材料薄膜，可以在短时间内实现大量的元素成分组合，进而可以对多元素材料体系做更全面的研究，并可以根据应用的需求选出最优成分组合。
现有的溅射沉积设备由于各种原因(比如因磁场、气流、温度等参数的分布不均)，容易导致沉积出的薄膜不均匀，这在多元系材料薄膜沉积过程中尤为突出。沉积薄膜的不均匀将导致晶圆不同位置上的器件结构存在差异，影响器件性能的一致性，最终造成严重的良率问题。
为提高薄膜沉积均匀性，现有的溅射设备通常在腔室内外设置多种辅助的磁场装置以引导粒子的移动路径，或通过设置复杂的导热装置以提高晶圆受热均匀性，但这些方式导致设备结构过于复杂，使用非常不便，尤其是在用于多元系材料薄膜的研究时，导致效率低下(多元系材料的研究过程中需要对不同材料的不同配比进行实验以根据应用的需求寻找最优的成分组合，需要频繁进行调整)，亟需提出一种新的溅射沉积设备以满足需求。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种溅射沉积设备及溅射沉积方法，用于解决现有技术中的溅射沉积设备用于提高薄膜沉积均匀性的方式过于复杂，使用非常不便，难以满足多元系材料薄膜的研究等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种溅射沉积设备，包括腔体、复数个靶枪、惰性气体供应系统及第二气体供应系统；所述靶枪位于所述腔体内，各所述靶枪上均设置有靶材，所述靶材用于提供溅射粒子，复数个靶材绕一垂线对称设置以使得复数个靶材的辉区至少部分重叠以形成重叠沉积区；所述腔体内设置有载台，用于承载待处理的衬底，所述衬底上具有待沉积区，所述待沉积区位于所述重叠沉积区；第二气体供应系统包括第二气体管路，所述第二气体管路一端与第二气体源相连通，另一端自所述腔体外延伸到所述腔体内，以向衬底表面供应第二气体，第二气体包括反应气体和/或保护气体；所述惰性气体供应系统包括惰性气体喷淋头，所述惰性气体喷淋头位于所述腔体内，一端与惰性气体源相连通，另一端延伸到所述衬底的待沉积区的一侧，且所述惰性气体喷淋头的中心点与所述衬底的待沉积区的中心点均位于所述垂线上，所述惰性气体喷淋头用于朝复数个靶材的包含所述重叠沉积区在内的辉区供应惰性气体，以将所述靶材溅射出的粒子带到所述衬底表面以沉积形成共溅射薄膜。
可选地，复数个靶材的靶面均与水平面成一夹角，所述夹角为0度-180度。
在一可选方案中，所述衬底位于所述靶材的下方且所述惰性气体喷淋头位于所述靶材的上方。
更可选地，所述溅射沉积设备还包括导流板，位于所述惰性气体喷淋头的下方，所述导流板为漏斗状，所述导流板的底部开口正对所述重叠沉积区。
可选地，所述惰性气体喷淋头与所述靶材在纵向上的间距小于等于30cm。
在另一可选方案中，所述衬底位于所述靶材的上方，所述惰性气体喷淋头位于所述靶材的下方。
可选地，所述溅射沉积设备还包括旋转装置，与所述载台和/或所述靶枪相连接，用于驱动所述载台和/或所述靶枪旋转。
可选地，所述腔体的横截面为矩形状，所述溅射沉积设备还包括挡板，位于所述载台和所述靶材之间，所述挡板具有开口，所述开口和所述重叠沉积区在同一平面上的正投影重合。
可选地，所述第二气体管路延伸到所述挡板和所述载台之间，且所述第二气体管路的出气口位于所述挡板的开口下方。
可选地，所述腔体包括垂直部和水平部，所述垂直部位于所述水平部的上方，且与所述水平部相连接，所述垂直部的水平表面积小于所述水平部的水平表面积，所述惰性气体喷淋头和所述靶材位于所述垂直部内，所述第二气体管路延伸到所述水平部，所述载台位于所述水平部，且所述衬底的待沉积区位于所述垂直部正下方的所述水平部内。
本发明还提供一种溅射沉积方法，其特征在于，所述溅射沉积方法基于上述任一方案中所述的溅射沉积设备进行，所述溅射沉积方法在沉积过程中，将衬底的待沉积区置于复数个靶材的辉区的重叠沉积区，惰性气体喷淋头喷出的惰性气体自垂直方向穿过复数个靶材的重叠沉积区，以促使包括复数个靶材的包含所述重叠沉积区在内的辉区的粒子的混合，最后将粒子传送到衬底上以沉积形成共溅射薄膜。
如上所述，本发明的溅射沉积设备及溅射沉积方法，具有以下有益效果：本发明经改善的结构设计，可以使溅射过程中各个靶材的辉区有重叠，主动促使溅射出来的颗粒进行混合，并且通过惰性气体气流沿垂直于衬底方向的带动，进一步促使靶材中溅射出来的各种元素粒子的混合，从而提高多靶共溅射制备的薄膜的均匀性，包括成分、厚度、晶体结构等特征的均匀性；而且气流带动粒子向下或向上运动也同时避免了溅射出来的粒子对靶材的污染，有助于延长靶材寿命和提高工艺良率。
附图说明
图1显示为本发明实施例1中提供的溅射沉积设备的例示性截面结构示意图。
图2及3显示为本发明实施例1中提供的溅射沉积设备的工作原理图。
图4显示为本发明实施例2中提供的溅射沉积设备的例示性截面结构示意图。
元件标号说明
22 衬底
23 重叠沉积区
24 靶枪
241 第一靶材
241a 第一辉区
242 第二靶材
242a 第二辉区
25 腔体
251 垂直部
252 水平部
26 挡板
27 开口
28 旋转轴
29 载台
30 惰性气体供应系统
301 控制阀
302 惰性气体管路
303 惰性气体喷淋头
304 惰性气体流
32 第二气体供应系统
321 控制阀
322 第二气体管路
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或复数个介于其间的层。
在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。
需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。为使图示尽量简洁，各附图中并未对所有的结构全部标示。
一个二元系材料AxB1-x(其中x为元素A的成分比例)，如果选择x从0到1的10种成分组合，则可以基本获得材料AxB1-x的性能；如果是一个三元系的材料AxByC1-x-y，要想比较全面地研究，需要x，y各自独立的选取0到1的10个值，这就产生10×10＝100种组合，才能比较全面的获得AxByC1-x-y的性能。同理，一个四元系材料AxByCzD1-x-y-z，需要1000种组合的研究才能比较全面地获得材料的性能(上述的A、B、C及D为材料中的元素名称)。100和1000个材料成分组合的制备和测试实验需要花费大量的时间和成本。因此，采用高通量实验设备是必要的。高通量的薄膜沉积设备用于制造多元素材料薄膜，可以在短时间内实现大量的元素成分组合，进而可以对多元素材料体系做更全面的研究，并可以根据应用的需求选出最优成分组合。然而，现有的高通薄膜沉积设备存在结构复杂、成本高、不易加热、移动部件多及工作效率低等问题。为此，本申请的发明人经长期研究，付出大量创造性劳动提出了一种改善方案。
实施例1
如图1所示，本发明提供一种溅射沉积设备，包括腔体25、复数个(比如为2个或以上)靶枪24、惰性气体供应系统30及第二气体供应系统30；各所述靶枪24上均设置有靶材，故而靶材相应也为复数个，所述靶材用于提供溅射粒子，复数个靶材绕一垂线对称设置以使得复数个靶材的辉区至少部分重叠以形成重叠沉积区23；所述腔体25内设置有载台29，用于承载待处理的衬底22，所述衬底22包括但不限于晶圆，所述衬底22上具有待沉积区，所述待沉积区可以仅是衬底22上的其中一个区域，衬底上同时包括多个待沉积区，待沉积区也可以是衬底22的整个表面，所述待沉积区位于所述重叠沉积区23；第二气体供应系统30包括第二气体管路322，所述第二气体管路322一端与第二气体源(未示出)相连通，另一端自所述腔体25外延伸到所述腔体25内，以向衬底22表面供应第二气体，第二气体包括反应气体和/或保护气体，例如为氮气，氮气可以作为保护气体和/或反应气体，具体根据待沉积薄膜的类型而定，所述第二气体管路322上可以设置控制阀321和/或气体质量流量控制器，以控制从管路出来的气体的流速、流量或者出气口的气压；所述惰性气体供应系统30包括惰性气体喷淋头303，所述惰性气体喷淋头303位于所述腔体25内，一端与惰性气体源(未示出)相连通，另一端延伸到所述衬底22的待沉积区的一侧，且所述惰性气体喷淋头303的中心点与所述衬底22的待沉积区的中心点均位于所述垂线上，且与惰性气体喷淋头303相连通的惰性气体管路302上也可以设置控制阀301和/或气体质量流量控制器，从而控制从管路出来的气体的流速、流量或者出气口的气压，所述惰性气体喷淋头303用于朝复数个靶材的包含所述重叠沉积区23在内(且特别是确保重叠沉积区内的粒子混合)的辉区供应惰性气体，例如氩气，以将所述靶材溅射出的粒子带到所述衬底22表面以沉积形成共溅射薄膜。
所述靶材可以为两个或两个以上，所述靶材的材质可以相同或不同，当靶材之间的材质彼此不同时，可以用于沉积多元系薄膜，或者同一靶材的不同区域可为不同的材质，通过旋转靶材可沉积不同的薄膜。
作为示例，所述溅射沉积设备还包括实时测量装置(未示出)，位于所述载台的一侧，用于对所述衬底表面沉积的薄膜进行包括元素成分、薄膜厚度和微观结构的表征。
作为示例，所述溅射沉积设备还包括调节装置(未示出)，与所述靶枪24相连接，用于调节所述靶枪24的高度和/或角度(同时也是调整靶材的高度和/或角度)，有助于提高沉积均匀性。
在一示例中，所述溅射沉积设备还包括加热装置(未示出)，所述加热装置例如可位于所述载台表面或载台内，所述加热装置可以为电阻加热器，而与加热加热器相连接的电源线可设置在后续提及的旋转轴内。
为确保不同靶材的辉区至少部分重叠，所述靶材可以竖直放置，即靶材的靶面(即溅射面)垂直于水平面，当靶材为两个时，两个靶材相向设置，故而两个靶材的靶面相互平行；在另一示例中，也可以将靶材以一定的倾斜角度向下，或者和水平方向有一定的倾斜角度向上，即靶材的靶面和水平方向的夹角可以成0-180度角(即靶面可以倾斜朝下，或垂直向下，或倾斜朝上)，由此使靶材的辉区朝向水平方向，或者水平偏向下，或者水平偏上方。在溅射过程中，由于靶材的倾斜，使得各个靶材之间的辉区有重叠而构成所述重叠沉积区23，再通过氩气气流自上而下或自下而上(取决于衬底22和靶材的上下位置关系)穿过辉区将溅射出来的粒子带到衬底22上。在较佳的示例中，惰性气体的出气口位于复数个(比如两个)靶材中心点连接线的中间位置，当惰性气体喷淋头303(即惰性气体出口)位于靶材上方时，惰性气体喷淋头303的高度可以和靶材上沿水平，也可以高于靶材的上沿，但高出靶材上沿通常不超过30cm(即惰性气体喷淋头和靶材在纵向上的间距通常不超过30cm)。通过这个过程，使不同靶材上溅射出来的粒子在重叠的辉区，即重叠沉积内充分地混合，从而在多靶共溅射过程中达到各种元素成分在衬底22上面的均匀分布，最终提高溅射沉积得到的薄膜的成分和厚度的均匀性。
在一示例中，所述衬底22位于所述靶材的下方，所述惰性气体喷淋头303位于所述靶材的上方。在该示例中，可以进一步设置导流板，位于所述惰性气体喷淋头303的下方，所述导流板可以为漏斗状(即导流板的上部开口大于下部开口)，所述导流板的底部开口正对所述重叠沉积区23，以通过所述导流板引导惰性气体带动粒子沿垂直方向朝重叠沉积区23移动。
在另一示例中，所述衬底22位于所述靶材的上方，所述惰性气体喷淋头303位于所述靶材的下方，以自下而上朝重叠辉区喷出惰性气体。
作为示例，所述溅射沉积设备还包括旋转装置，与所述载台29和/或所述靶枪24相连接，用于驱动所述载台29和/或所述靶枪24旋转。比如如图1中所示，所述载台29与旋转轴28相连接，以在需要时由所述旋转轴28带动所述载台29旋转，由此带动位于载台29上的衬底22旋转，以使衬底22上的不同的待沉积区处于所述重叠沉积区23以完成不同的沉积工艺。或者也可以通过靶材的旋转以更换不同的靶材，而通过靶材的旋转，使得靶材各个区域都能暴露在相同的环境下，有助于提高溅射均匀性。
本实施例中，作为示例，所述腔体25的横截面为矩形状，即靶材、惰性气体喷淋头和衬底22都在同一空间内，为提高溅射灵活性，作为示例，所述溅射沉积设备还包括挡板26，位于所述载台29和所述靶材之间，所述挡板26具有开口27，所述开口27和所述重叠沉积区23在同一平面上的正投影重合，开口大小通常与待沉积区的大小接近，通过该开口限定沉积区间。在溅射过程中，可以通过旋转所述挡板26和/或所述衬底22，以对衬底22上的不同的待沉积区域进行溅射沉积。在本示例中，所述第二气体管路延伸到所述挡板26和所述载台29之间，且所述第二气体管路的出气口位于所述挡板26的开口27下方。
本实施例的溅射沉积设备的工作原理可以参考图2和图3所示。该示例中，靶材为2个，为便于说明，将两个靶材定义为第一靶材和第二靶材，第一靶材的辉区定义为第一辉区241a，第二靶材的辉区定义为第二辉区242a。如图2所示，第一靶材和第二靶材的靶面层平行相向设置，第一辉区241a和第二辉区242a亦相向延伸而在同一平面上形成重叠沉积区23，且通过调节两个靶材的位置和/或沉积平面的高度可以使得两个辉区部分重叠或完全重叠。衬底22的待沉积区位于重叠沉积区23，惰性气体喷淋头位于两个靶材的上方，且位于重叠沉积区23的正上方，惰性气体喷淋头喷出的惰性气体流，如氩气流自上而下穿过第一靶材和第二靶材的中间位置，并且穿过两者的辉区来促使两个辉区中的粒子混合，最后将粒子传送到衬底22的待沉积区，最终形成共溅射薄膜。如果在溅射过程中各结构的位置保持不动，则该重叠沉积区23的面积也不会变化，但如果使衬底22在溅射过程中相对第一靶材和第二靶材的位置发生移动，则溅射粒子在衬底22上将形成一面积更大的镀膜区域。比如参考图3的右侧所示，将衬底22由旋转起点A旋转至B点，产生的镀膜重合区域C区域明显比左侧的重叠沉积区23要大。该过程中，衬底22移动的方式包括但不限于：以衬底22上的任意垂线为旋转轴，衬底22绕该旋转轴往复转动；衬底22以逐行扫描的方式移动；以衬底22上任意点为螺旋线的起点，衬底22沿该螺旋线往复移动。
本实施例的溅射沉积设备可以用于沉积金属薄膜，也可以用于沉积化合物薄膜，通过惰性气体引导粒子朝多靶材的重叠辉区移动，可显著提高镀膜均匀性。
实施例2
实施例1中，其腔体25为横截面为矩形状结构，为完成衬底22上特定区域的薄膜沉积，在衬底22和靶材之间可设置带有开口27的挡板26；而本实施例中，如图4所示，所述腔体25包括相互连通的垂直部251和水平部252(即垂直部251和水平部252构成类L型或类⊥型结构)，垂直部251位于所述水平部252的上方，所述垂直部251的水平表面小于水平部252的水平表面积，或者说垂直部251落在水平部252内的正投影面积小于水平部252的水平表面积(垂直部的水平表面积通常仅略大于衬底的待沉积区面积，通过垂直部限定出溅射和沉积区)，且两者的中心线通常不在同一水平线上，垂直部251的横向尺寸通常小于纵向尺寸，而水平部252的横向尺寸大于纵向尺寸，呈现为扁平状，所述惰性气体喷淋头和所述靶材位于所述垂直部251内，所述第二气体管路延伸到所述水平部252，所述载台29位于所述水平部252，且所述衬底22的待沉积区位于所述垂直部251正下方的所述水平部252内，或者说位于垂直部251的正下方，以确保衬底表面仅对应位于垂直部252下方的区域沉积形成薄膜221。除该区别外，本实施例的溅射沉积设备的其他结构与实施例1大体相同，比如同样包括复数个靶材，复数个靶材的辉区至少部分重叠而形成重叠沉积区23，而惰性气体喷淋头正对重叠沉积区23，比如图4中位于重叠沉积区23的正上方，只是本实施例中靶材和惰性气体喷淋头所在的垂直部251(又可以定义为溅射腔)的中心点和衬底22(或者说载台29)所在的水平部252(又可定义为沉积腔)的中心点不在一条垂线上。
本发明的溅射沉积设备的工作原理为：首先，对衬底22进行调整，使得衬底22的第一个沉积区域位于垂直部251的正下方(即位于重叠沉积区23)，开启溅射使靶材产生粒子，以在衬底22的第一沉积区域进行薄膜沉积；然后，驱动旋转轴以通过载台29带动衬底22水平旋转，使得衬底22的第二沉积区域位于垂直部251的正下方，即位于重叠沉积区23，开启溅射使靶材产生粒子，以在第二沉积区域进行薄膜沉积，重复上述步骤直至薄膜沉积完毕。
本实施例的溅射沉积设备经巧妙的腔体设计限定出溅射和沉积区，具有结构简单、水平移动部件少、成本较低、无需挡板，可以在实现高通量共溅射的同时，有效避免传统沉积设备中的因使用挡板导致在溅射过程中对溅射速率和薄膜均匀性造成的不良影响等问题。
本发明还提供一种溅射沉积方法，所述溅射沉积方法依上述任一方案中所述的溅射沉积设备进行，故前述对所述溅射沉积设备的介绍可全文引用至此，此处不再赘述。所述溅射沉积方法在沉积过程中，将衬底的待沉积区置于复数个靶材的辉区的重叠沉积区，惰性气体喷淋头喷出的惰性气体自垂直方向穿过复数个靶材的重叠沉积区，以促使包括复数个靶材的包含所述重叠沉积区在内的辉区的粒子的混合，最后将粒子传送到衬底上以沉积形成共溅射薄膜。在沉积过程中，可根据需要使靶材、衬底和挡板中的一个或复数个旋转(根据腔体结构的不同而灵活调整)，以对衬底的不同区域进行沉积。本发明的溅射沉积方法由于采用前述的溅射沉积设备，有助于提高沉积效率和薄膜均匀性。
综上所述，本发明提供一种溅射沉积设备和溅射沉积方法。设包括腔体、复数个靶枪、惰性气体供应系统及第二气体供应系统；所述靶枪位于所述腔体内，各所述靶枪上均设置有靶材，所述靶材用于提供溅射粒子，复数个靶材绕一垂线对称设置以使得复数个靶材的辉区至少部分重叠以形成重叠沉积区；所述腔体内设置有载台，用于承载待处理的衬底，所述衬底上具有待沉积区，所述待沉积区位于所述重叠沉积区；第二气体供应系统包括第二气体管路，所述第二气体管路一端与第二气体源相连通，另一端自所述腔体外延伸到所述腔体内，以向衬底表面供应第二气体；所述惰性气体供应系统包括惰性气体喷淋头，所述惰性气体喷淋头位于所述腔体内，一端与惰性气体源相连通，另一端延伸到所述衬底的待沉积区的一侧，且所述惰性气体喷淋头的中心点与所述衬底的待沉积区的中心点均位于所述垂线上，所述惰性气体喷淋头用于朝复数个靶材的包含所述重叠沉积区的辉区供应惰性气体，以将所述靶材溅射出的粒子带到所述衬底表面以沉积形成共溅射薄膜。本发明经改善的结构设计，可以使溅射过程中各个靶材的辉区有重叠，主动促使溅射出来的颗粒进行混合，并且通过惰性气体气流沿垂直于衬底方向的带动，进一步促使靶材中溅射出来的各种元素粒子的混合，从而提高多靶共溅射的制备的薄膜的均匀性，包括成分、厚度、晶体结构等的均匀性；而且气流带动粒子向下或向上运动也同时避免了溅射出来的粒子对靶材的污染，有助于延长靶材寿命和提高工艺良率。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种溅射沉积设备，其特征在于，包括腔体、复数个靶枪、惰性气体供应系统及第二气体供应系统；所述复数个靶枪延伸至所述腔体内，各所述靶枪上均设置有靶材，所述靶材用于提供溅射粒子，复数个靶材绕一垂线对称设置以使得复数个靶材的辉区至少部分重叠以形成重叠沉积区；所述腔体内设置有载台，用于承载待处理的衬底，所述衬底上具有待沉积区，所述待沉积区位于所述重叠沉积区；第二气体供应系统包括第二气体管路，所述第二气体管路一端与第二气体源相连通，另一端自所述腔体外延伸到所述腔体内，以向衬底表面供应第二气体，第二气体包括反应气体和/或保护气体；所述惰性气体供应系统包括惰性气体喷淋头；所述惰性气体喷淋头位于所述腔体内，一端与惰性气体源相连通，另一端延伸到所述衬底的待沉积区的一侧，且所述惰性气体喷淋头的中心点与所述衬底的待沉积区的中心点均位于所述垂线上，所述惰性气体喷淋头用于朝复数个靶材的包含所述重叠沉积区在内的辉区供应惰性气体，以将所述靶材溅射出的粒子带到所述衬底表面以沉积形成共溅射薄膜。
2.根据权利要求1所述的溅射沉积设备，其特征在于，复数个靶材的靶面均与水平面成一夹角，所述夹角为0度-180度。
3.根据权利要求1所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述衬底位于所述靶材的下方且所述惰性气体喷淋头位于所述靶材的上方，或所述衬底位于所述靶材的上方且所述惰性气体喷淋头位于所述靶材的下方。
4.根据权利要求3所述的溅射沉积设备，其特征在于，当所述衬底位于所述靶材的下方且所述惰性气体喷淋头位于所述靶材的上方时，所述溅射沉积设备还包括导流板，位于所述惰性气体喷淋头的下方，所述导流板为漏斗状，所述导流板的底部开口正对所述重叠沉积区。
5.根据权利要求3所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述惰性气体喷淋头与所述靶材在纵向上的间距小于等于30cm。
6.根据权利要求1所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述溅射沉积设备还包括旋转装置，与所述载台和/或所述靶枪相连接，用于驱动所述载台和/或所述靶枪旋转。
7.根据权利要求1-6任一项所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述腔体的横截面为矩形状，所述溅射沉积设备还包括挡板，位于所述载台和所述靶材之间，所述挡板具有开口，所述开口和所述重叠沉积区在同一平面上的正投影重合。
8.根据权利要求7所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述第二气体管路延伸到所述挡板和所述载台之间，且所述第二气体管路的出气口位于所述挡板的开口下方。
9.根据权利要求1-6任一项所述的溅射沉积设备，其特征在于，所述腔体包括垂直部和水平部，所述垂直部位于所述水平部的上方，且与所述水平部相连接，所述垂直部的水平表面积小于所述水平部的水平表面积，所述惰性气体喷淋头和所述靶材位于所述垂直部内，所述第二气体管路延伸到所述水平部，所述载台位于所述水平部，且所述衬底的待沉积区位于所述垂直部正下方的所述水平部内。
10.一种溅射沉积方法，其特征在于，所述溅射沉积方法基于权利要求1-9任一项所述的溅射沉积设备进行，所述溅射沉积方法在沉积过程中，将衬底的待沉积区置于复数个靶材的辉区的重叠沉积区，惰性气体喷淋头喷出的惰性气体自垂直方向穿过所述重叠沉积区，以促使复数个靶材的包含所述重叠沉积区在内的辉区的粒子混合，最后将粒子传送到衬底上以沉积形成共溅射薄膜。
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