CN219886169U - 一种低损伤磁控平面阴极 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种低损伤磁控平面阴极，包括基座、平面阴极组件、接地阳极和辅助阳极；所述基座任意角度放置，所述平面阴极组件固定连接在基座顶端相对位置，所述平面阴极组件相对一侧两端分别固定连接有挡板，所述挡板与平面阴极组件固定连接形成工作腔，所述工作腔顶部呈开口设置，本实用新型的两个平面阴极相对布置，基片与靶材垂直，靶材分子自由扩散沉积到基片，能量小，对基片损伤小，两个平面阴极互为闭合磁场，增加离化率,提高膜层附着力，电阻率，接地阳极可以吸收飞向基片的电子，减少电子对于基片的加热作用，辅助阳极接正电，0‑30V可调，基本可以完全吸收飞向基片的电子，消除电子对于基片的加热作用。

Description

一种低损伤磁控平面阴极

技术领域

本实用新型涉及一种磁控平面阴极，具体涉及一种低损伤磁控平面阴极，属于磁控溅射技术领域。

背景技术

磁控平面阴极(Magnetron Sputtering Cathode)是一种利用磁场控制离子轰击金属靶材并在靶材表面释放出粒子的设备，它是一种广泛应用在材料科学和表面工程领域的物理气相沉积技术，磁控平面阴极的基本原理是将靶材置于一个真空室内，通过引入惰性气体(如氩气)使其形成等离子体，并在靶材表面产生离子轰击，在有磁场存在的情况下，离子轰击会引起靶材表面的原子和分子向外释放，并在与基片相遇时沉积在基片上，形成薄膜，磁控平面阴极具有高沉积速率、低加热温度、良好的复杂形状涂层均匀性等优点，可用于生产高品质、高性能的薄膜材料，被广泛应用于光学、电子、信息和新材料等领域。

现有技术中磁控平面阴极的靶材与基片平行，溅射出来的靶材分子直接沉积到基片表面，能量比较大，对基片有损伤。

实用新型内容

基于以上背景，本实用新型的目的在于提供一种低损伤磁控平面阴极，解决背景技术中所述的对基片有损伤的问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供以下技术方案：

一种低损伤磁控平面阴极，包括基座、平面阴极组件、接地阳极和辅助阳极；所述基座任意角度放置，所述平面阴极组件固定连接在基座顶端相对位置，所述平面阴极组件相对一侧两端分别固定连接有挡板，所述挡板与平面阴极组件固定连接形成工作腔，所述工作腔顶部呈开口设置，所述接地阳极固定连接在挡板顶端工作腔开口位置，所述辅助阳极悬置于平面阴极组件顶部，所述辅助阳极顶部开设有通口。

所述平面阴极组件包括两个平面阴极，两个所述平面阴极包含两个极板、若干磁体、两个绝缘件、两个铜背板和两个靶材，两个所述极板固定连接在基座顶部相对设置，两个所述极板相对一侧均开设有安装槽，若干所述磁体在安装槽内部等距固定连接，两个所述绝缘件固定连接在两个极板相对一侧，两个所述绝缘件相对侧底部均延伸有突出部，两个所述铜背板固定连接在突出部上，两个所述靶材固定连接在两个铜背板相对侧。

作为优选，两个所述平面阴极顶部均设置有第一L型接地板。

作为优选，两个所述靶材底端均设置有与基座固定连接的第二L型接地板。

作为优选，所述工作腔底部中央设置有与基座固定连接的出气板，所述出气板上开设有出气孔。

作为优选，两个所述铜背板上均开设有冷却水道。

作为优选，所述辅助阳极上的通口上方可设置基片，所述基片与两个靶材均垂直设置。

作为优选，若干所述磁体互为闭合的磁场。

作为优选，所述辅助阳极接外接正电。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

本实用新型的两个平面阴极相对布置，基片与靶材垂直，靶材分子自由扩散沉积到基片，能量小，对基片损伤小，两个平面阴极互为闭合磁场，增加离化率,提高膜层附着力，电阻率，

接地阳极可以吸收飞向基片的电子，减少电子对于基片的加热作用，辅助阳极接正电，0-30V可调，基本可以完全吸收飞向基片的电子，消除电子对于基片的加热作用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1是本实用新型立体结构示意图；

图2是本实用新型剖视图示意图；

图3是本实用新型分别设有4个、6个平面阴极时的排列方式示意图；

图中：1、基座；2、平面阴极组件；201、平面阴极；3、接地阳极；4、辅助阳极；5、基片；6、挡板；7、工作腔；8、极板；9、磁体；10、绝缘件；11、铜背板；12、靶材；13、安装槽；14、突出部；16、第一L型接地板；17、第二L接地板；18、出气板；19、出气孔；20、冷却水道；21、通口。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体说明。应当理解，本实用新型的实施并不局限于下面的实施例，对本实用新型所做的任何形式上的变通和/或改变都将落入本实用新型保护范围。

在本实用新型中，若非特指，所有的份、百分比均为重量单位，所采用的设备和原料等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。下述实施例中的部件或设备如无特别说明，均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。

以下结合附图对本实用新型的实施例做出详细说明，在下面的详细说明中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本实用新型的实施例的全面理解。然而，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被本领域技术人员所实施。

实施例：

如图1-图2所示，一种低损伤磁控平面阴极，包括基座1、平面阴极组件2、接地阳极3和辅助阳极4；基座1任意角度放置，平面阴极组件2固定连接在基座1顶端相对位置，平面阴极组件2相对一侧两端分别固定连接有挡板6，挡板6与平面阴极组件2固定连接形成工作腔7，工作腔7顶部呈开口设置，接地阳极3固定连接在挡板6顶端工作腔7开口位置，辅助阳极4悬置于平面阴极组件2顶部，辅助阳极4顶部开设有通口21，设置基座1可固定安装本实用新型其他部件，设置平面阴极201给本实用新型提供工作条件，设置接地阳极3可以吸收飞向基片5的电子，减少电子对于基片5的加热作用，设置辅助阳极4接外部正电，0-30V可调，基本上可以完全吸收飞向基片5的电子，消除电子对基片5的加热作用，设置挡板6可接地并阻挡电子溅射出工作腔7之外，工作腔7顶部呈开口设置可供靶材12分子与多余的电子流出工作腔7。

平面阴极组件2包括两个平面阴极201，两个平面阴极201包含两个极板8、数个磁体9、两个绝缘件10、两个铜背板11和两个靶材12，两个极板8固定连接在基座1顶部相对设置，两个极板8相对一侧均开设有安装槽13，数个磁体9在安装槽13内部等距固定连接，两个绝缘件10固定连接在两个极板8相对一侧，两个绝缘件10相对侧底部均延伸有突出部14，两个铜背板11固定连接在突出部14上，两个靶材12固定连接在两个铜背板11相对侧，设置极板8可安装磁体9且可接地吸收电子，设置磁体9可形成磁场，在有磁场存在的情况下，离子轰击会引起靶材12表面的原子和分子向外释放，设置绝缘件10可将铜背板11与磁体9和极板8隔绝，设置铜背板11可作为本实用新型的电极接入点，也可以导热提高热扩散性能，设置靶材12在离子轰击的作用下可形成靶材12分子。

进一步的，两个平面阴极201顶部均设置有第一L型接地板16，可接地吸收多余的电子。

进一步的，两个靶材12底端均设置有与基座1固定连接的第二L型接地板，可接地吸收多余的电子。

进一步的，工作腔7底部中央设置有与基座1固定连接的出气板18，出气板18上开设有出气孔19，设置出气板18可外接工艺气体，出气孔19使工艺气体可进入工作腔7。

进一步的，两个铜背板11上均开设有冷却水道20，可接入外冷却水对铜背板11降温。

进一步的，辅助阳极4上的通口21上方可设置基片5，基片5与两个靶材12均垂直设置，设置基片5可承接粒子在其表面形成薄膜，靶材12分子自由扩散沉积到基片5，能量小，对基片5损伤小。

进一步的，平面阴极组件2互为闭合的磁场，增加离化率,提高膜层附着力，电阻率。

进一步的，辅助阳极4接外接正电，辅助阳极4接正电，0-30V可调，基本可以完全吸收飞向基片5的电子，消除电子对于基片5的加热作用。

如图3所示，进一步的，本实用新型中的平面阴极组件2可以是对向两个平面阴极201对向设置，也可以是四周4个平面阴极201对向设置，还可以是6个平面阴极201对向设置，4个、6个平面阴极201对向设置可以增加溅射的有效长度。

本实用新型一种低损伤磁控平面阴极的实施原理为：

将本实用新型置于镀膜设备的真空室内，在本实用新型中辅助阳极4上开设的通口21上方设置基片5，引入惰性气体使其形成等离子体，离子束在加速电场的作用下在靶材12表面产生离子轰击，在有磁场存在的情况下，离子轰击会引起靶材12表面的粒子向外释放，释放的粒子自由扩散与基片5相遇沉积在基片5上，形成薄膜。

值得注意的是在此过程中，离子轰击靶材12表面会产生电子，电子飘散到基片5上会对基片5起到加热作用，本实用新型通过设置接地阳极3和辅助阳极4可以吸收飞向基片5的电子，避免电子对基片5的加热作用。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：包括基座(1)、平面阴极组件(2)、接地阳极(3)和辅助阳极(4)；所述基座(1)任意角度放置，所述平面阴极组件(2)固定连接在基座(1)顶端相对位置，所述平面阴极组件(2)相对一侧两端分别固定连接有挡板(6)，所述挡板(6)与平面阴极组件(2)固定连接形成工作腔(7)，所述工作腔(7)顶部呈开口设置，所述接地阳极(3)固定连接在挡板(6)顶端工作腔(7)开口位置，所述辅助阳极(4)悬置于平面阴极组件(2)顶部，所述辅助阳极(4)顶部开设有通口(21)；

所述平面阴极组件(2)包含两个平面阴极(201)，两个所述平面阴极(201)包含两个极板(8)、若干磁体(9)、两个绝缘件(10)、两个铜背板(11)和两个靶材(12)，两个所述极板(8)固定连接在基座(1)顶部相对设置，两个所述极板(8)相对一侧均开设有安装槽(13)，若干所述磁体(9)在安装槽(13)内部等距固定连接，两个所述绝缘件(10)固定连接在两个极板(8)相对一侧，两个所述绝缘件(10)相对侧底部均延伸有突出部(14)，两个所述铜背板(11)固定连接在突出部(14)上，两个所述靶材(12)固定连接在两个铜背板(11)相对侧。

2.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：两个所述平面阴极(201)顶部均设置有第一L型接地板(16)。

3.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：两个所述靶材(12)底端均设置有与基座(1)固定连接的第二L型接地板。

4.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：所述工作腔(7)底部中央设置有与基座(1)固定连接的出气板(18)，所述出气板(18)上开设有出气孔(19)。

5.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：两个所述铜背板(11)上均开设有冷却水道(20)。

6.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：所述辅助阳极(4)上的通口(21)上方可设置基片(5)，所述基片(5)与两个靶材(12)均垂直设置。

7.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：若干所述磁体(9)互为闭合的磁场。

8.根据权利要求1所述的一种低损伤磁控平面阴极，其特征在于：所述辅助阳极(4)接外接正电。