CN114481073A - 一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，该系统包括置于支撑平台上的反应腔体以及与反应腔体相连的真空机组和电控柜。反应腔体的顶部为平面，中心设功能转换法兰接口，该功能转换法兰接口上安装带电弧靶的多弧离子镀或带2个铜电极的热蒸发沉积；反应腔体的侧面设有平面/圆柱磁控靶、4个圆形平面磁控靶；反应腔体内设有一组不锈钢极板；反应腔体内的底部一侧设有连有电动机的传动轴；传动轴上设传动齿轮、两个定位销Ⅰ；反应腔体内的底部设大齿轮，顶部设样品架底盘；样品架底盘上均布有6个自转轴，该自转轴的顶端设样品架顶盘；每个自转轴上设一个自转齿轮。本发明经济实用，可用于制备多领域的功能性薄膜材料。

Description

一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统
技术领域
本发明涉及物理气相沉积镀膜设备技术领域，尤其涉及一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统。
背景技术
由于物理气相沉积技术成熟、工艺控制方便，制备的薄膜致密、均匀且与基底结合强度好、容易大面积制备、易于工业化生产，并且在装饰薄膜、功能性薄膜材料开发和电子器件等领域具有广泛的应用前景，因此，该技术是目前制备高性能光热转换“蓝膜”、导电薄膜、碳基润滑薄膜等功能性薄膜的最常用手段。
但是，目前的物理气相沉积设备普遍存在以下问题亟待改善：①通常基础科学实验研究采用的实验设备尺寸比较小，不能进行大面积中试实验，无法利用相同设备对基础研究取得的成果进行工业化应用探索，而利用其它大型设备进行大面积制备又会带来实验参数不匹配等问题；同时利用工业化生产的镀膜设备制备薄膜进行基础科学研究会带来靶材、工作气源等耗材费用昂贵，设备运行维护费用高，极不经济；②随着现代高新技术装备的发展及对高性能功能性薄膜的需求，沉积设备也逐渐向集多种沉积技术于一体的复合功能化发展，而目前物理气相沉积设备的沉积技术普遍功能单一，从而极大限制了功能性薄膜的开发和应用。
因此，发展集平衡/非平衡磁控溅射、脉冲激光沉积、多弧离子镀、热蒸发沉积等常用物理气相沉积技术于一体的多功能镀膜设备势在必行。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种经济、实用的多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统。
为解决上述问题，本发明所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：该系统包括置于支撑平台上的反应腔体以及与所述反应腔体相连的真空机组和电控柜；所述反应腔体的顶部为平面，中心设有功能转换法兰接口，该功能转换法兰接口上安装带电弧靶的多弧离子镀或带2个铜电极的热蒸发沉积；所述反应腔体的一侧设有平面/圆柱磁控靶，另一侧设有4个圆形平面磁控靶；所述反应腔体内对称设有一组不锈钢极板；所述反应腔体内的底部一侧设有传动轴，该传动轴穿过所述反应腔体连有电动机；所述传动轴上分别设有传动齿轮、定位销Ⅰ、定位销Ⅱ；所述反应腔体内的底部均布有四个螺栓，该四个螺栓上设有大齿轮，且顶部设有样品架底盘；所述样品架底盘与所述传动齿轮啮合；所述样品架底盘上均布有6个自转轴，该自转轴的顶端设有样品架顶盘；每个所述自转轴上设有一个自转齿轮，该自转齿轮与所述传动齿轮啮合；每个所述自转轴的底端穿过所述样品架底盘，且端末连有小齿轮，该小齿轮与所述大齿轮啮合；所述真空机组、电弧靶、铜电极、平面/圆柱磁控靶、圆形平面磁控靶、不锈钢极板、电动机分别与所述电控柜相连。
所述反应腔体的顶部设有温度测量装置。
所述反应腔体通过高真空管道阀门与所述真空机组相连。
所述电控柜内分别设有直流溅射电源、中频溅射电源、多弧电源、热蒸发电源、射频电源、高功率脉冲电源，各电源与所述电弧靶、平面/圆柱磁控靶、所述圆形平面磁控靶采用单独控制或一控多方式控制。
所述样品架底盘或所述样品架顶盘呈圆盘状，且周边均布有凸齿。
所述定位销Ⅰ与所述自转齿轮处于同一水平面。
所述定位销Ⅱ与所述样品架底盘处于同一水平面。
所述不锈钢极板位于所述自转轴与所述反应腔体的后壁之间。
所述传动轴位于所述样品架底盘与所述反应腔体的侧壁之间。
所述传动轴穿过所述反应腔体与所述电动机的输送轴相连。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、本发明在功能转换法兰接口上安装带电弧靶的多弧离子镀或带2个铜电极的热蒸发沉积，反应腔体内设有平面/圆柱磁控靶、4个圆形平面磁控靶，不同PVD功能源（磁控溅射圆形平面靶、蒸发源、多弧离子镀源）之间相互独立，因此，可以在同一设备内通过不同控制电源单独控制，实现多种沉积技术同时、单独开启或关闭，从而实现薄膜由单一向多功能化转变，尤其是具有多层结构的薄膜可实现不同功能层的精细调控，此外可增强利用复合技术镀膜过程的连续化，从而减少薄膜中的杂质和缺陷、改善薄膜的相关性能。
2、本发明在传动轴上分别设有与自转齿轮处于同一水平面的定位销Ⅰ、与样品架底盘处于同一水平面的定位销Ⅱ，通过同一传动轴可以轻松切换形成两套传动方式，使得同一镀膜设备既可以开展基础研究也能将基础研究的成果放大进行工业化应用研究，进而实现功能性的薄膜的设计、开发、研究和应用过程连续衔接，避免更换设备所带来的参数不匹配问题，从而大大节约成果转换的周期和成本。
3、采用本发明沉积系统，可以大大节约成本和生产能耗、环保经济，可用于制备太阳能吸收、电子器件、摩擦学等多领域的功能性薄膜材料，如：光热转换薄膜、导电薄膜及固体润滑薄膜材料。所获得的功能薄膜同时具备优异的光热转换、机械、电学和摩擦学性能，特别适用于工业生产中连续、大面积制备及开展基础性试验研究。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1为本发明的主视图。
图2为本发明的俯视图。
图3为本发明中腔体的俯视图。
图4为本发明中腔体内的示意图。
图5为本发明实施例1制备的Al-AlN光热吸收薄膜的结构及性能。其中：a为Al-AlN光热吸收薄膜的扫描电镜表面形貌照片及截面厚度形貌；b为Al-AlN光热吸收薄膜沉积不同厚度抗反射层后的反射率；c为实Al-AlN光热吸收薄膜的太阳光吸收率和发射率。
图6为本发明实施例2制备的TiC/C导电薄膜的结构及性能。其中：a为TiC/C导电薄膜的截面扫描电镜形貌；b为TiC/C导电薄膜的透射电子显微镜形貌；c为TiC/C导电薄膜的电流-电压曲线。
图7为本发明实施例3制备的CrN薄膜的结构及性能。其中：a为CrN薄膜截面透射电子显微镜形貌；b为高分辨率下CrN薄膜截面透射电子显微镜形貌；c为CrN薄膜选区电子衍射花环；d为CrN薄膜的硬度及弹性恢复曲线；e为CrN薄膜在10N载荷、9Hz频率及以GCr15为对偶球下的摩擦学性能曲线。
图8为本发明实施例4制备的碳基固体润滑薄膜的结构及性能。其中：a为40%甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜的截面扫面电镜形貌；b为40%甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜的拉曼谱图；c为不同甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜的硬度；d为不同甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜在10N载荷、9Hz频率及以GCr15为对偶球下的摩擦学性能曲线。
图中：1—支撑平台；2—反应腔体；3—真空机组；4—电控柜；5—功能转换法兰接口；6—平面/圆柱磁控靶；7—圆形平面磁控靶；8—不锈钢极板；9—样品架底盘；10—样品架顶盘；11—传动齿轮；12—传动轴；13—温度测量装置；14—电动机； 15—定位销Ⅰ；16—定位销Ⅱ；17—螺栓；18—大齿轮；19—自转轴；20—自转齿轮；21—小齿轮。
具体实施方式
如图1~4所示，一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，该系统包括置于支撑平台1上的反应腔体2以及与反应腔体2相连的真空机组3和电控柜4。
反应腔体2的顶部为平面，中心设有功能转换法兰接口5，该功能转换法兰接口5上安装带电弧靶的多弧离子镀或带2个铜电极的热蒸发沉积；反应腔体2的一侧设有平面/圆柱磁控靶6，另一侧设有4个圆形平面磁控靶7；反应腔体2内对称设有一组不锈钢极板8；反应腔体2内的底部一侧设有传动轴12，该传动轴12穿过反应腔体2连有电动机14；传动轴12上分别设有传动齿轮11、定位销Ⅰ15、定位销Ⅱ16；反应腔体2内的底部均布有四个螺栓17，该四个螺栓17上设有大齿轮18，且顶部设有样品架底盘9；样品架底盘9与传动齿轮11啮合；样品架底盘9上均布有6个自转轴19，该自转轴19的顶端设有样品架顶盘10；每个自转轴19上设有一个自转齿轮20，该自转齿轮20与传动齿轮11啮合；每个自转轴19的底端穿过样品架底盘9，且端末连有小齿轮21，该小齿轮21与大齿轮18啮合；真空机组3、电弧靶、铜电极、平面/圆柱磁控靶6、圆形平面磁控靶7、不锈钢极板8、电动机分别与电控柜4相连。
其中：反应腔体2的顶部设有温度测量装置13。温度测量装置13可以为热电偶，用于测量实时腔体内温度。
反应腔体2通过高真空管道阀门与真空机组3相连。
电控柜4内分别设有直流溅射电源、中频溅射电源、多弧电源、热蒸发电源、射频电源、高功率脉冲电源，各电源与电弧靶、平面/圆柱磁控靶6、圆形平面磁控靶7采用单独控制或一控多方式控制。
样品架底盘9或样品架顶盘10呈圆盘状，且周边均布有凸齿。
定位销Ⅰ15与自转齿轮20处于同一水平面。
定位销Ⅱ16与样品架底盘9处于同一水平面。
不锈钢极板8位于自转轴19与反应腔体2的后壁之间。不锈钢极板8的尺寸为90*800mm。
传动轴12位于样品架底盘9与反应腔体2的侧壁之间。
传动轴12穿过反应腔体2与电动机14的输送轴相连。
功能转换法兰接口5的直径为300 mm，高度为10 mm，且设有密封槽，并用盲板密封。
平面/圆柱磁控靶6中平面磁控靶的尺寸为Ø80*760mm，圆柱磁控靶的尺寸为Ø30*800mm。
圆形平面磁控靶7的尺寸为Ø70 mm。
电弧靶的尺寸为Ø30*800mm。
铜电极的尺寸为Ø30*800mm。
圆形和矩形平面靶可以是铝、钛、铬、镍、钼和钨等金属元素和硅、石墨等非金属靶材；相同类型的靶（圆形、平面磁控溅射靶、电弧靶）可以安装相同材料的靶材也可以不同靶材配合使用。
当传动齿轮11在定位销Ⅰ15的位置时用于基础研究工艺实验，传动齿轮11与自转齿轮20啮合，使得自转轴19自转，用来配合小尺寸圆靶进行小面积基础实验研究。该传动方式可实现自转的同时能够上、下运动，有效改善薄膜的均匀性。
当传动齿轮11在定位销Ⅱ16的位置时用于工业化中试镀膜，传动齿轮11与样品架底盘9啮合，使得自转轴19自转并带动小齿轮21与大齿轮18啮合，大齿轮18的公转速度从1~10r/min无级可调，转动灵活稳定，动密封采用磁流体密封，用来在大尺寸靶材下及进行大面积工业化镀膜制备研究。
采用本发明沉积系统进行所有功能性薄膜的制备过程中包含有等离子体表面清洗活化过程，其清洗活化条件为：PECVD等离子聚合沉积和等离子体清洗的气压稳定在0.4~2.0Pa，清洗直流偏压为400~600V；基底与溅射靶材之间的距离为5~20 cm，并保持基底以5~20 r/min的速率做周期性旋转。
当制备光热吸收薄膜时，第一层控制两个Al靶溅射功率为900~1000 W；第二层控制两个Al靶溅射功率为700~800 W，气压为0.8~0.9 Pa，镀膜2~3分钟；第三层控制两个Al靶溅射功率为500~600，气压为0.8~0.9 Pa，镀膜1~2分钟；第四层控制两个Al靶溅射功率为400~500 W，气压为0.8~0.9 Pa，镀膜7~9分钟，镀膜结束后薄膜退火时间为0~200h。
当制备导电薄膜时，沉积气压为0.4~1.5 Pa，石墨平面靶的中频溅射功率为500~800 W，金属靶平面靶的溅射功率为400~800W。直流溅射电源连接的另一种金属平面靶可以为金属元素镍、铁、铜和铬。制备薄膜的电阻率为1.5~5 (ohm•cm)×10-4。
当制备金属氮化物薄膜时，沉积气压为0.4~1.5 Pa，薄膜中包含金属氮化物薄膜的过渡层沉积，利用磁控溅射薄膜致密的优势，进行过渡层沉积，增强金属氮化物薄膜与基地之间的结合力，沉积时间10 min，直流溅射电源功率500~800 W，Ar/N2混合气体的比例为2: 1 ~1:1，弧电源功率为400~800W，镀膜20~90分钟。金属平面靶和弧靶可以为金属元素钛、钒和铬。
当制备碳基润滑薄膜时，沉积压力为0.6~0.9 Pa，包含金属过渡层沉积，增强薄膜与基地结合力，过渡层溅射功率为400W~800 W，沉积时间为10~20分钟，同时通入Ar/(CH4+Ar) 比例为（10%~60%），石墨靶溅射功率为500~800W，沉积时间30~120 min。
实施例1 制备光热吸收薄膜：
选择2个圆形平面铝靶并通过中频磁控溅射电源连接起来。
选择表面光洁的硅片5片和尺寸为3×5 cm的2块不锈钢片，将其依次放入丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15分钟，取出硅片和不锈钢铝箔，用氮气吹干基底表面残留乙醇后，迅速放入反应腔体2内，放置在上、下运动自转轴19上，开始抽真空。待真空度抽到小于5.0×10-3 Pa时，通入氩气，调整气压为2.0 Pa，在直流电压为600 V的偏压下，维持自转轴19的周期旋转的形式，进行等离子体清洗30分钟，去除基底表面残留的杂质和污染物。
光热吸收薄膜共包含四层，在维持沉积压力不变的条件下，通入溅射气源Ar维持腔体沉积压力为0.9 Pa，第一层Al层控制两个Al靶溅射功率为1000 W，镀膜2分钟；第二层（AlN低含量吸收层）控制两个Al靶溅射功率为800 W，N2:Ar(sccm)比例为40:250，气压为0.9 Pa，镀膜3分钟；第三层（AlN高含量吸收层）控制两个Al靶溅射功率为600 W，N2:Ar(sccm)比例为75:210，气压为0.9 Pa，镀膜2分钟；第四层（AlN抗反射层）控制两个Al靶溅射功率为500 W，N2:Ar(sccm)比例为133:210，气压为0.8，镀膜8分钟。
对所得Al-AlN光热吸收薄膜进行结构和性能测试，结果如图5所示。由图5a可以看出，该Al-AlN光热吸收薄膜形貌致密均匀并伴随着大量尺寸均匀的细小颗粒，厚度接近217左右；由图5b可以看出，该Al-AlN光热吸收薄膜随着沉积厚度的不同，其在可见光区的反射率均呈现较低水平，低于5%；由图5c可以看出，该Al-AlN光热吸收薄膜太阳光谱吸收率0.924，发射率0.053，200℃温度退火200h后，仍保持0.9以上太阳光吸收率和0.05左右的发射率。
实施例2 制备导电薄膜：
选择2个圆形平面石墨靶并通过中频控制电源连接起来，另外一个直流溅射电源连接矩形铬平面靶材。
选择表面光洁的硅片5片、尺寸为3×5 cm的2块不锈钢片和40×60 cm的1块不锈钢片，将其依次放入丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15分钟，取出硅片和不锈钢铝箔，用氮气吹干基底表面残留乙醇后，迅速放入反应腔体2内，放置在样品架底盘9上，开始抽真空，腔体抽真空直到小于5.0×10-3Pa；通入高纯氩气，使沉积气压稳定在1.0Pa，在直流偏压500V的条件下进行等离子体活化清洗，去除基底表面残留的杂质和污染物。
沉积TiC/C导电薄膜：通入溅射气源Ar保持气压为1.2 Pa，将基底固定在样品架底盘9上并保持基底表面与平面靶表面平行，两者间距保持在10 cm，且基底在薄膜的制备过程中以5°/s的旋转速度在腔体内保持周期旋转的形式。连接石墨平面靶的中频溅射电源功率为600 W，连接金属靶平面靶的直流电源溅射功率为600 W，镀膜60分钟。
对所得TiC/C导电薄膜进行结构和性能测试，结果如图6所示。由图6a、6b可以看出，该TiC/C导电薄膜形貌表面光滑致密，硬度和结合力较高；由图6c可以看出，该TiC/C导电薄膜的导电性良好，电阻率为1.5 (ohm•cm)×10-4。
实施例3 制备金属氮化物薄膜：
安装电弧铬靶并连接于弧电源上，另外一个直流溅射电源连接矩形平面铬靶。
选择表面光洁的硅片5片、尺寸为3×5 cm的2块不锈钢片和40×60 cm的2块不锈钢片，将其依次放入丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15分钟，取出硅片和不锈钢片，用氮气吹干基底表面残留乙醇后，迅速放入反应腔体2内，放置在样品架底盘9上，开始抽真空，腔体抽真空直到小于5.0×10-3Pa；通入高纯氩气，使沉积气压稳定在0.8Pa，在直流偏压500V的条件下进行等离子体活化清洗，去除基底表面残留的杂质和污染物。
沉积金属氮化物薄膜：通入溅射气源Ar保持气压为1.2 Pa，将基底固定在样品架底盘9上并保持基底表面与平面靶表面平行，两者间距保持在10 cm，且基底在薄膜的制备过程中以10°/s的旋转速度在腔体内保持周期旋转的形式。打开直流溅射电源连接的金属平面靶，进行金属氮化物薄膜的过渡层沉积，利用磁控溅射薄膜致密的优势，进行过渡层沉积，增强金属氮化物薄膜与基地之间的结合力，沉积时间10 min，维持直流溅射电源溅射功率600 W。过渡层沉积结束后，关闭直流溅射电源，通入Ar/N2混合气体，保持比例120:100sccm，打开弧电源，保持弧电源溅射功率为700W，镀膜50分钟。
对所得CrN薄膜进行结构和性能测试，结果如图7所示。由图7a、7b可以看出，该CrN薄膜表面光滑致密，呈柱状结构生长，且硬度和结合力较高；由图7c可以看出，该CrN薄膜结晶性良好；由图7d可以看出CrN薄膜的硬度高达22.26GPa；由图7e可以看出，在10N载荷、9Hz频率及以GCr15为对偶球下，CrN薄膜的摩擦系数接近~0.3，寿命超过130 m。
实施例4 制备碳基润滑薄膜：
选择2个矩形平面石墨靶并通过中频控制电源连接起来，另外一个直流溅射电源连接2个圆形平面金属钛靶。
选择表面光洁的硅片5片、尺寸为3×5 cm的2块不锈钢片和40×60 cm的2块不锈钢片，将其依次放入丙酮和无水乙醇中分别超声清洗15分钟，取出硅片和不锈钢铝箔，用氮气吹干基底表面残留乙醇后，迅速放入反应腔体2内，放置在样品架底盘9上，开始抽真空，腔体抽真空直到小于5.0×10-3 Pa；通入高纯氩气，使沉积气压稳定在0.4~2.0 Pa，在直流偏压400~600V的条件下进行等离子体活化清洗，去除基底表面残留的杂质和污染物。
沉积Ti/a-C:H薄膜：待真空度抽到小于5.0×10-3 Pa时，通入氩气，调整气压为0.3Pa，在直流电压为600 V的偏压下，进行等离子体清洗30分钟。清洗完成后，通入氩气使沉积压力为0.6 Pa，调节样品架底盘9转速为10 r/min，打开直流溅射电源，调节钛靶溅射功率为500 W，进行钛过渡层沉积，增强薄膜与基底结合力，沉积时间为20分钟，然后降低钛靶溅射功率至300 W，同时通入Ar/CH4+Ar (40%)反应气体，打开中频溅射电源，维持石墨靶溅射功率为650W，沉积时间100 min。
对所得碳基固体润滑薄膜进行结构和性能测试，结果如图8所示。由图8a可以看出，该40%甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜表面光滑致密，硬度和结合力较高；由图8b可以看出，该40%甲烷含量下制备的Ti/a-C:H润滑薄膜为典型的含H非晶碳薄膜；由图8c可以看出，随着甲烷含量的不同，所制备的Ti/a-C:H润滑薄膜的硬度可在9.7~11.1之间调节；由图7d可以看出，在10N载荷、9Hz频率及以GCr15为对偶球下，Ti/a-C:H润滑薄膜的低摩擦系数为~0.01，最长寿命为1300 m。
将实施例1~4所制备的各类薄膜进行性能测试，结果见表1。
表1：采用本发明所制备的各类薄膜的主要性能指标
Figure 879284DEST_PATH_IMAGE001
由表1可以看出，采用本发明沉积系统制备的各类薄膜具有较好的结构及性能。其中光热吸收薄膜结构致密，太阳光吸收率高、反射率低且耐腐蚀性能优异；导电薄膜结构致密，硬度及电阻率性能优异；金属氮化物薄膜硬度高、摩擦系数低、磨损寿命长；润滑薄膜摩擦系数超低、磨损寿命长且硬度高。

Claims (10)

1.一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：该系统包括置于支撑平台（1）上的反应腔体（2）以及与所述反应腔体（2）相连的真空机组（3）和电控柜（4）；所述反应腔体（2）的顶部为平面，中心设有功能转换法兰接口（5），该功能转换法兰接口（5）上安装带电弧靶的多弧离子镀或带2个铜电极的热蒸发沉积；所述反应腔体（2）的一侧设有平面/圆柱磁控靶（6），另一侧设有4个圆形平面磁控靶（7）；所述反应腔体（2）内对称设有一组不锈钢极板（8）；所述反应腔体（2）内的底部一侧设有传动轴（12），该传动轴（12）穿过所述反应腔体（2）连有电动机（14）；所述传动轴（12）上分别设有传动齿轮（11）、定位销Ⅰ（15）、定位销Ⅱ（16）；所述反应腔体（2）内的底部均布有四个螺栓（17），该四个螺栓（17）上设有大齿轮（18），且顶部设有样品架底盘（9）；所述样品架底盘（9）与所述传动齿轮（11）啮合；所述样品架底盘（9）上均布有6个自转轴（19），该自转轴（19）的顶端设有样品架顶盘（10）；每个所述自转轴（19）上设有一个自转齿轮（20），该自转齿轮（20）与所述传动齿轮（11）啮合；每个所述自转轴（19）的底端穿过所述样品架底盘（9），且端末连有小齿轮（21），该小齿轮（21）与所述大齿轮（18）啮合；所述真空机组（3）、电弧靶、铜电极、平面/圆柱磁控靶（6）、圆形平面磁控靶（7）、不锈钢极板（8）、电动机分别与所述电控柜（4）相连。
2.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述反应腔体（2）的顶部设有温度测量装置（13）。
3.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述反应腔体（2）通过高真空管道阀门与所述真空机组（3）相连。
4.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述电控柜（4）内分别设有直流溅射电源、中频溅射电源、多弧电源、热蒸发电源、射频电源、高功率脉冲电源，各电源与所述电弧靶、平面/圆柱磁控靶（6）、所述圆形平面磁控靶（7）采用单独控制或一控多方式控制。
5.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述样品架底盘（9）或所述样品架顶盘（10）呈圆盘状，且周边均布有凸齿。
6.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述定位销Ⅰ（15）与所述自转齿轮（20）处于同一水平面。
7.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述定位销Ⅱ（16）与所述样品架底盘（9）处于同一水平面。
8.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述不锈钢极板（8）位于所述自转轴（19）与所述反应腔体（2）的后壁之间。
9.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述传动轴（12）位于所述样品架底盘（9）与所述反应腔体（2）的侧壁之间。
10.如权利要求1所述的一种多功能基础与应用研究复合型物理气相沉积系统，其特征在于：所述传动轴（12）穿过所述反应腔体（2）与所述电动机（14）的输送轴相连。
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