CN219315054U - 一种磁控溅射设备及其阳极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁控溅射设备；包括壳体，壳体具有腔体，壳体上设有开口，开口处设置有安装板，安装板密封开口，腔体内设置有靶材和阳极，安装板的内侧设置有绝缘体，阳极设置在绝缘体上，阳极邻近靶材，阳极包括阳极壳、磁靴和磁体，磁靴和磁体均设置在阳极壳内，磁体包括有多个，且间隔设置在磁靴上；阳极壳为导电材质接入电源的正极。磁控溅射设备在使用时，通过阳极的电场和磁场能够将大量的电子吸引向阳极，由此能够避免大量的电子轰击基材，降低基材的温度，确保工艺的稳定性。

Description

一种磁控溅射设备及其阳极

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射技术领域，尤其涉及一种磁控溅射设备及其阳极。

背景技术

磁控溅射法是一种物相沉积技术，它具有操作简单，工艺可控，性能稳定，对环境友好，对基材结合牢度强等特点，采用此技术制备的电磁屏蔽材料其表面的纳米层薄膜均匀致密，且不损伤其原有基材的性能。

磁控溅射的工作原理是指电子在电场E的作用下，在飞向基片过程中与氩原子发生碰撞，使其电离产生出Ar正离子和新的电子；新电子飞向基片，Ar离子在电场作用下加速飞向阴极靶，并以高能量轰击靶表面，使靶材发生溅射。在溅射粒子中，中性的靶原子或分子沉积在基片上形成薄膜，而产生的二次电子会受到电场和磁场作用，产生E(电场)×B(磁场)所指的方向漂移，简称E×B漂移，其运动轨迹近似于一条摆线。若为环形磁场，则电子就以近似摆线形式在靶表面做圆周运动，它们的运动路径不仅很长，而且被束缚在靠近靶表面的等离子体区域内，并且在该区域中电离出大量的Ar来轰击靶材，从而实现了高的沉积速率。随着碰撞次数的增加，二次电子的能量消耗殆尽，逐渐远离靶表面，并在电场E的作用下最终沉积在基片上。

常规磁控溅射设备中，大量的电子会轰击基片，造成基片温度上升，工艺稳定性变差。

实用新型内容

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种磁控溅射设备及其阳极，解决大量的电子会轰击基片，造成基片温度上升，工艺稳定性变差的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是提供一种磁控溅射设备，包括：壳体，壳体具有腔体，壳体上设有开口，开口处设置有安装板，安装板密封开口，腔体内设置有靶材和阳极，安装板的内侧设置有绝缘体，阳极设置在绝缘体上，阳极邻近靶材，阳极包括阳极壳、磁靴和磁体，磁靴和磁体均设置在阳极壳内，磁体包括有多个，且间隔设置在磁靴上；阳极壳为导电材质接入电源的正极。

优选的，靶材设置有两个，两个靶材之间具有间隔；阳极设置有一个，邻近设置在两个靶材之间的侧面。

优选的，阳极的长度与靶材的长度适配。

本实用新型还提供一种阳极，包括阳极壳、磁靴和磁体，磁靴和磁体均设置在阳极壳内，磁体包括有多个，且间隔设置在磁靴上；阳极壳为导电材质接入电源的正极。

优选的，阳极壳的形状为中空的长方体，磁靴为长方体，设置在阳极壳的内壁上，磁体设置有三条，在纵向上均匀分布在磁靴上。

优选的，阳极壳包括有底板部，底板部的中部设置有液冷孔，液冷孔用于注入冷却液。

优选的，阳极壳包括有顶板部，顶板部上设置有多个沿阳极壳长度方向上均匀分布的布气孔，布气孔内设置有布气头，布气头用于布入反应气体。

优选的，阳极壳的外侧还设置有护板，护板围合在阳极壳的外部，用于保护阳极壳。

优选的，电源为脉冲电源。

优选的，阳极壳的形状为中空的长方体，磁靴为长方体，设置在阳极壳的内壁上，磁体设置有三条，在纵向上均匀分布在磁靴上。

本实用新型的有益效果是：磁控溅射设备在使用时，通过阳极的电场和磁场能够将大量的电子吸引向阳极，由此能够避免大量的电子轰击基材，降低基材的温度，确保工艺的稳定性。

附图说明

图1是根据本实用新型一实施例的结构示意图；

图2是根据本实用新型一实施例的横向剖视结构示意图；

图3是根据本实用新型一实施例的纵向向剖视结构示意图；

图4是根据本实用新型一实施例阳极壳内的结构示意图；

图5是根据本实用新型一实施例阳极壳的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体地限定。本申请实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

图1-图3显示了本实用新型磁控溅射设备的实施例，包括壳体(图中未显示)，壳体具有腔体，壳体上设有开口，开口处设置有安装板1，安装板1密封开口，腔体内设置有靶材2和阳极3，安装板1的内侧设置有绝缘体11，阳极3设置在绝缘体11上，阳极3邻近靶材2，阳极3包括阳极壳31、磁靴32和磁体33，磁靴32和磁体33均设置在阳极壳31内，磁靴用于固定磁体，磁体33包括有多个，且间隔设置在磁靴32上；阳极壳31为导电材质接入电源的正极。

磁控溅射设备在使用时，通过阳极3的电场和磁场能够将大量的电子吸引向阳极3，由此能够避免大量的电子轰击基材，降低基材的温度，确保工艺的稳定性。

优选地，靶材2设置有两个，两个靶材2之间具有间隔。阳极3设置有一个，邻近设置在两个靶材2之间的侧面。一个阳极3能够对应两个靶材2，将两个靶材2的电子吸引到阳极3上，避免电子轰击基材。

优选地，阳极3的长度与靶材2的长度适配。由此能够全面的覆盖整个靶材2。

阳极壳31的形状可以为中空的圆柱体、长方体等。优选地，阳极壳31的形状为中空的长方体，磁靴32为长方体，设置在阳极壳31的内壁上，磁体33设置有三条，在纵向上均匀分布在磁靴32上。设置三条磁体33，能够提高较为稳定的磁场，对电子起到较好的吸引作用。

三体磁体33中每条磁体33均可以为一体的磁性件，磁性件是铁氧体磁铁，铝镍钴合金磁铁、稀土磁铁等磁铁。如图4所示，优选地，每条磁体33可以由多个磁铁块组成。由此可以便于更换。

通过磁体33产生的磁场能够吸引电子，避免电子对基材的轰击，降低基材温度，由此能够得到更好品质的喷涂膜，获得更好的沉积速率。

优选地，阳极壳31为导电材料，可以为铝、铜等材料。当阳极壳31为导电材料时，向阳极壳31施加脉冲电压。由此能够增加阳极3吸引靶材2产生的磁控等离子体的速度，提高对基材的降温效果。

优选地，在安装板1上设置绝缘体11，阳极壳31设置在绝缘体11上，安装板1接地，阳极壳31施加脉冲电源，设置绝缘体11能够避免脉冲电源施加到安装板1上。

如图2所示，阳极壳31包括有底板部和顶板部，底板部邻近绝缘体11，底板部的中部设置有液冷孔34，向液冷孔34内注入冷却液可对阳极3进行降温。冷却液可以为水、冷却油等，优选水作为冷却液。

可以将水管穿设在液冷孔34内进行供水散热。优选地，可在液冷孔34的一端连接进水管，另一端连接出水管，通过循环泵使水在液冷孔34内循环流动以进行较好的散热。

在进行磁控溅射时，通常需要向壳体内布入反应气体，通常情况下是将反应气体的喷入头接入到壳体内进行布气，例如氩气。这种布气方式不能较好的将反应气体均匀的布设到靶材2的周围，影响溅射效果。

本实用新型中，将反应气体的喷入头接到安装板1上，从安装板1贯穿到阳极壳31内，如图5所示，阳极壳31的顶板部设置有多个沿阳极壳31长度方向上均匀分布的布气孔，布气孔内设置有布气头35，通过布气头35可向壳体内布入反应气体。反应气体从喷入头进入到阳极壳31内，再从阳极壳31上的布气头35进入到壳体内，由于布气孔是均匀的分布在阳极壳31上，而阳极壳31的长度与靶材2的长度相同，由此即可使反应气体在从布气头35流出时，即为均匀的分布在靶材2的周围，由此即可提高靶材2的溅射效果，确保溅射的稳定进行。

进一步的，阳极壳31的外侧还设置有护板，护板围合在阳极壳31的外部，用于保护阳极壳31。靶材2进行溅射时，喷涂材料等会溅射到阳极壳31上，会影响阳极3的正常使用，当在阳极壳31外侧包覆护板时，喷涂材料溅射到护板上，只需要间隔一段时间更换护板即可。由此可延长阳极3的使用寿命。

由此可见，本实用新型公开了一种磁控溅射设备，磁控溅射设备在使用时，通过阳极的电场和磁场能够将大量的电子吸引向阳极，由此能够避免大量的电子轰击基材，降低基材的温度，确保工艺的稳定性。

本实用新型还公开一种阳极，该阳极的具体结构和原理请参阅磁控溅射设备实施例的描述，在此不作赘述。

以上仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种磁控溅射设备，其特征在于，包括壳体，所述壳体具有腔体，所述壳体上设有开口，所述开口处设置有安装板，所述安装板密封所述开口，腔体内设置有靶材和阳极，所述安装板的内侧设置有绝缘体，所述阳极设置在所述绝缘体上，所述阳极邻近所述靶材，所述阳极包括阳极壳、磁靴和磁体，所述磁靴和磁体均设置在所述阳极壳内，所述磁体包括有多个，且间隔设置在所述磁靴上；所述阳极壳为导电材质接入电源的正极。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述靶材设置有两个，两个所述靶材之间具有间隔；所述阳极设置有一个，邻近设置在两个所述靶材之间的侧面。

3.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述阳极的长度与所述靶材的长度适配。

4.一种阳极，其特征在于，包括阳极壳、磁靴和磁体，所述磁靴和磁体均设置在所述阳极壳内，所述磁体包括有多个，且间隔设置在所述磁靴上；所述阳极壳为导电材质接入电源的正极。

5.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述阳极壳的形状为中空的长方体，所述磁靴为长方体，设置在所述阳极壳的内壁上，所述磁体设置有三条，在纵向上均匀分布在所述磁靴上。

6.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述阳极壳包括有底板部，所述底板部的中部设置有液冷孔，所述液冷孔用于注入冷却液。

7.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述阳极壳包括有顶板部，所述顶板部上设置有多个沿所述阳极壳长度方向上均匀分布的布气孔，所述布气孔内设置有布气头，所述布气头用于布入反应气体。

8.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述阳极壳的外侧还设置有护板，所述护板围合在阳极壳的外部，用于保护所述阳极壳。

9.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述电源为脉冲电源。

10.根据权利要求4所述的阳极，其特征在于，所述阳极壳的形状为中空的长方体，所述磁靴为长方体，设置在所述阳极壳的内壁上，所述磁体设置有三条，在纵向上均匀分布在所述磁靴上。

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