CN1157335A - 新型永磁控平面阴极电弧源 - Google Patents
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Abstract
本发明是新型永磁控平面阴极电弧源，由矩形平板状靶材、阴极电弧源靶座、条形永磁体组成。其特征是在矩形大平面阴极电弧源靶材后面配置条形永磁体，相邻永磁体的磁极性相反，按N-S交替布置。电弧斑呈直条形、曲线形或折线形长斑。只要定时移动条型永磁体，便可以实现靶材的均匀烧蚀。使安装新型永磁控平面阴极电弧源的多弧离子镀膜机的结构简单、操作简便，适用于真空蒸发镀、多弧离子镀和多弧离子渗金属领域。
Description
本发明涉及一种新型永磁控平面阴极电弧源，应用于真空蒸发镀、多弧离子镀、多弧离子渗金属领域。
在多弧离子镀、多弧离子渗金属领域中均采用发射冷场致电弧的阴极电弧源。磁场可以控制阴极电弧的运动，目前有两种磁控方式的阴极电弧源：一种是永磁控型小弧源，一般弧源靶材的直径为50mm-100mm，靶材后面配置永磁体做的磁环、磁柱或磁环与磁柱的复合磁体，如CN 89200444.4、US 3,793,179，3,625,848等。图1为永磁控小弧源结构示意图。由于靶材直径小，镀膜厚度均匀区小；另一种是电磁控大弧源，靶材的尺寸为宽100mm-300mm，长300mm-1500mm，靶材后面配置电磁线圈，如CN 90100946.6，采用控制电磁线圈电流的方法，控制电弧斑在靶面上由小环到大环周期变化，使靶材烧蚀均匀，实现沿大弧源长度方向镀膜厚度的均匀分布，图2为电磁控矩形大弧源结构示意图。但这种弧源需一套控制电路，而且要配备多个电磁线圈不断更替使用，靶材才能做到真正的均匀烧蚀，使靶材得到充分的利用。
本发明的目的是提供一种新型永磁控平面阴极电弧源，它可以省去矩形平面大弧源中设置的多个电磁线圈的配备，省去电磁控制电路。
本发明是这样实现的，新型永磁控平面阴极电弧源由矩形平板状的靶材(1)、阴极电弧源靶座(2)、条形永磁体(3)组成。其特征是在矩形大平面阴极电弧源靶材后面配置条形永磁体，相邻永磁体的磁极性相反，按N-S交替布置。永磁体可以排布呈直条形，也可以是曲线形或折线形。引燃冷场致电弧放电后，电弧斑呈与靶材等长的直条形长斑，也可以呈曲线形或折线形长斑。为了消除靶材上的条形烧蚀沟槽，只要定时将条形永磁体移动一定的距离，便可以使靶材得到均匀地烧蚀，从而使靶材得到充分的利用。而且使安装这种新型永磁控平面阴极电弧源的多弧离子镀膜机的结构简单，操作简便。
图3为本发明的实施例，在矩形平板状靶材后面安装条形永磁体，永磁体沿靶材长度方向布置成直条形、曲线形或折线形。相邻永磁体的磁极性按N-S交替排列。电弧斑呈与靶材等长的直条形长斑，也可以是呈曲线形或折线形长斑。
图4为安装新型永磁控平面阴极电弧源的多弧离子镀膜机实施例简图。这种多弧离子镀膜机由新型永磁控阴极电弧源的平板状靶材(1)、阴极电弧源座(2)、条形永磁体(3)、镀膜室(4)、真空系统(5)、工件转架(6)。进气系统(7)、弧源电源(8)、工件偏压电源(9)、引弧针系统(10)组成。一台多弧离子镀膜机中可以安装一个，也可以安装多个新型永磁控平面阴极电弧源。下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
新型永磁控平面阴极电弧源安装在镀膜室的侧壁，也可以安装在镀膜室的顶部或底座上。弧源靶材可以是钛板、铝板、不锈钢板等。在镀氮化钛时选用钛板做靶材。首先将镀膜室的真空度抽至高真空，充入氩气，工件施加高偏压，开启工件转动机构，用引弧针引燃弧光放电后，从阴极发射出高密度的电子流、蒸发出高密度的钛金属蒸气流、在阴极附近产生非弹性碰幢，得到高密度的钛离子流。钛离子在工件负偏压的作用下，对工件进行离子轰击净化、离子轰击加热。工件到达一定温度后，改通氮气，在工件上获得氮化钛涂层。由于弧斑与工件转架长度相近，因此镀膜厚度均匀区大。只需定时移动永磁体便可以实现靶材的均匀烧蚀。设备结构简单、操作简便。适用于真空蒸发镀、多弧离子镀、多弧离子渗金属领域。
Claims (4)
1.一种新型永磁控平面阴极电弧源，由矩形平板状靶材、阴极电弧源靶座、条形永磁体组成，其特征是在矩形大平面阴极电弧源靶材后面配置条形永磁体，永磁体可以排布呈直条形、曲线形或折线形，相邻永磁体的磁极性相反，按N-S交替布置，电弧斑呈直条形、曲线形或折线形，定时将永磁体移动一定距离，便可以使靶材均匀烧蚀。
2.根据权利要求1所述的新型永磁控平面阴极电弧源，其特征在于条形永磁体沿靶材长度方向布置成直条形，相邻永磁体的磁极性按N-S交替排列，电弧斑呈与靶材等长的直条形长斑。
3.根据权利要求1所述的新型永磁控平面阴极电弧源，其特征在于条形永磁体沿靶材长度方向布置成曲线形，相邻永磁体的磁极性按N-S交替排列，电弧斑呈曲线形的长斑。
4.根据权利要求1所述的新型永磁控平面阴极电弧源，其特征在于条形永磁体沿靶材长度方向布置成折线形，电弧斑呈折线形长斑。
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1109127C (zh) * | 1998-10-09 | 2003-05-21 | 北京振涛国际钛金技术有限公司 | 非平衡平面磁控溅射阴极及其镀膜装置 |
| CN100535178C (zh) * | 2004-03-19 | 2009-09-02 | 株式会社爱发科 | 溅射方法及其装置 |
| CN101935822A (zh) * | 2010-05-11 | 2011-01-05 | 赫得纳米科技(昆山)有限公司 | 具有交替电磁场的矩形平面磁控靶 |
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1996
- 1996-02-13 CN CN 96101139 patent/CN1157335A/zh active Pending
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