CN220224309U - 一种磁控溅射设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种磁控溅射设备；包括溅射组件和偏压组件；溅射组件设置有两个，两个溅射组件相对设置，两个溅射组件的一侧设置偏压组件；溅射组件连接负极电源，偏压组件连接正极电源，偏压组件用于将溅射组件产生的溅射离子排斥到基材上。在溅射组件在进行溅射时，会同时具有溅射离子、溅射分子团和电子。相对设置的溅射组件将其产生的溅射离子、溅射分子团和电子向中间区域溅射，偏压组件将溅射离子排斥到基材上，将电子吸引到偏压组件上，溅射分子团留在两个溅射组件之间的区域内。由此即可只将溅射离子轰击到基材上，而避免溅射分子团和电子轰击到基材上，确保镀膜的均匀性，提高镀膜质量，减少基材温度升高的幅度。

Description

一种磁控溅射设备

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。

背景技术

磁控溅射是将拟沉积的材料作为靶材，固定在阴极上，基材作为阳极。系统抽至高真空后充入气体，在阴极和阳极间施加高压并形成辉光放电。溅射过程中，磁场和电场的耦合作用使得电子在靶材表面附近呈螺旋型运动，增大了气体分子的离化率。电离产生的阳离子在电场作用下高速轰击靶材，使靶材的溅射离子脱离靶材表面并沉积在基材上形成薄膜。

现有技术中，通常是将靶材对着基材设置，使靶材的溅射离子从靶材脱离沉积在基材上，而在轰击靶材时，靶材在产生较小的溅射离子的同时，还会产生较大的溅射分子团，溅射分子团也会随着沉积在基材上，这就使在基材上形成的薄膜具有较大的颗粒而影响镀膜的效果。

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，解决磁控溅射镀膜时，薄膜上具有较大的颗粒、镀膜不均匀、质量较差的问题。

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，包括溅射组件和偏压组件；溅射组件设置有两个，两个溅射组件相对设置，两个溅射组件的一侧设置偏压组件；溅射组件连接负极电源，偏压组件连接正极电源，偏压组件用于将溅射组件产生的溅射离子排斥到基材上。

优选的，溅射组件包括有阳极件、溅射绝缘件、磁性件和靶材，阳极件围设在溅射绝缘件、磁性件和靶材的外围，溅射绝缘件、磁性件和靶材在阳极件内从外向内依次设置，磁性件连接负极电源，阳极件连接正极电源。

优选的，溅射组件还包括有溅射冷却件，溅射冷却件设置在磁性件与靶材之间，用于降低靶材的温度。

优选的，偏压组件与基材平行，靶材垂直于偏压组件和基材。

优选的，偏压组件包括偏压件，偏压件与溅射组件之间间隔设置。

优选的，偏压组件还包括有偏压绝缘板和偏压固定板，偏压绝缘板上设置偏压件，偏压固定板上设置偏压绝缘板，偏压固定板接地。

优选的，磁性件包括有安装子件和多个磁性子件，安装子件包括纵向设置的连接部和竖向设置的安装部，连接部的外端穿过阳极件接入负极电源，连接部的内端与安装部的中部连接，多个磁性子件竖向排布在安装部的内侧面上。

优选的，溅射冷却件邻近靶材的一侧设置有冷却凹槽，冷却凹槽用于通入冷却液。

优选的，偏压件包括有第一偏压部和第二偏压部，第一偏压部邻近溅射组件，与靶材垂直，第二偏压部位于第一偏压部的中部，贯穿偏压绝缘板和偏压固定板向远离溅射组件的方向延伸，与靶材平行。

优选的，第一偏压部上设置有冷却孔，冷却孔用于通入冷却液。

本实用新型的有益效果是：本实用新型中，在溅射组件在进行溅射时，会同时具有溅射离子、溅射分子团和电子。相对设置的溅射组件将其产生的溅射离子、溅射分子团和电子向中间区域溅射，偏压组件将溅射离子排斥到基材上，将电子吸引到偏压组件上，溅射分子团留在两个溅射组件之间的区域内。由此即可只将溅射离子轰击到基材上，而避免溅射分子团和电子轰击到基材上，确保镀膜的均匀性，提高镀膜质量，减少基材温度升高的幅度。

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溅射离子、溅射分子团和电子的移动方向示意图；

图3是根据本实用新型一实施例中溅射离子的移动方向示意图；

图4是根据本实用新型一实施例中溅射分子团的移动方向示意图；

图5是根据本实用新型一实施例中电子的移动方向示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面结合附图和具体实施例，对本实用新型进行更详细的说明。附图中给出了本实用新型的较佳的实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本说明书所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。

需要说明的是，除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本实用新型。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

对于本实用新型的描述，非限定性的用图1中所示的标记“上”“下”“左”“右”来促进对该实施例的理解，并不意在限制本实用新型。其中，左右方向表示纵向，上下方向表示竖向。

图1-图5显示了本实用新型磁控溅射设备的实施例，包括溅射组件1和偏压组件2；溅射组件1设置有两个，两个溅射组件1相对设置，两个溅射组件1的一侧设置偏压组件2；溅射组件1连接负极电源-V，偏压组件2连接正极电源+V，偏压组件2用于将溅射组件1产生的溅射离子排斥到基材3上。

本实用新型中，在溅射组件1在进行溅射时，会同时具有溅射离子、溅射分子团和电子。相对设置的溅射组件1将其产生的溅射离子、溅射分子团和电子向中间区域溅射，偏压组件2将溅射离子排斥到基材3上，将电子吸引到偏压组件2上，溅射分子团留在两个溅射组件1之间的区域内。由此即可只将溅射离子轰击到基材3上，而避免溅射分子团和电子轰击到基材3上，确保镀膜的均匀性，提高镀膜质量，减少基材3温度升高的幅度。

溅射离子的移动方向I如图2和图3所示，溅射离子为正极离子，连接正极电源+V的偏压组件2对正极的溅射离子产生排斥，将溅射离子向与偏压组件2相对设置的基材3上轰击。

溅射分子团的移动方向M如图2和图4所示，溅射分子团的颗粒较大，偏压组件2虽然能够将溅射离子排斥到基材3上，但却不足以将颗粒较大的溅射分子团排斥到基材3上。也就避免溅射分子团轰击到基材3上，而造成基材3上形成的薄膜具有较大颗粒的现象，及基材3温度大幅度升高的问题。

电子的移动E如图2和图5所示，电子由负极电源-V流向正极电源+V，即从溅射组件1流向偏压组件2，这也就避免电子轰击到基材3上，而造成基材3上形成的薄膜具有凹陷不均的现象，及基材3温度大幅度升高的问题。

磁控溅射设备包括密封的壳体(图中未显示)，在壳体内设置溅射组件1和偏压组件2。

优选的，溅射组件1包括有阳极件11、溅射绝缘件12、磁性件13和靶材15，阳极件11围设在溅射绝缘件12、磁性件13和靶材15的外围，溅射绝缘件12、磁性件13和靶材15在阳极件11内从外向内依次设置，磁性件13连接负极电源-V。

优选的，溅射组件1还包括有溅射冷却件14，溅射冷却件14设置在磁性件13与靶材15之间，用于降低靶材15的温度。

阳极件11包括有中间板111和中间板111两端分别向内延伸的侧板112，两侧板112平行设置，两侧板112之间具有开口，两个阳极件11的开口相对设置。阳极件11可以是仅仅用于放置溅射绝缘件12、磁性件13和靶材15的金属外罩。优选的，阳极为金属外罩且连接正极电源+V，当阳极件11连接正极电源+V时，能够将远离偏压组件2的电子吸引到阳极件11上，如图2和图5所示，由此能够进一步的提高对电子的吸引，避免偏压组件2吸引不到的电子轰击到基材3上。避免基材3上的薄膜具有凹陷不均的现象，降低基材3温度升高的幅度。

优选的，溅射绝缘件12邻近中间板111设置，溅射绝缘件12用于隔离连接负极电源-V的磁性件13和连接正极电源+V的阳极件11。

优选的，磁性件13包括有安装子件131和多个磁性子件132，安装子件131包括纵向设置的连接部1311和竖向设置的安装部1312，连接部1311的外端穿过中间板111接入负极电源-V，连接部1311的内端与安装部1312的中部连接，多个磁性子件132竖向排布在安装部1312的内侧面上。优选的，磁性子件132设置有3个。竖向间隔设置在安装部1312的内侧面。

优选的，溅射组件1以连接部1311的纵向轴线对称设置。由此能够确保溅射离子分布的均匀性，进而提高镀膜的均匀性。

优选的，溅射冷却件14设置在磁性子件132与靶材15之间，溅射冷却件14邻近靶材15的一侧设置有冷却凹槽141，冷却凹槽141用于通入冷却液。冷却液可以为水、乙二醇水溶液、矿物油、氟化液等，优选使用水作为冷却液。冷却液在流入到冷却凹槽141时，能够同时与溅射冷却件14和靶材15接触，能够降低靶材15的温度。

优选的，靶材15位于阳极件11的最外侧，靶材15的材料可以根据不同的镀膜需求进行选择，可以为铝、铜、不锈钢、钛、镍等。

优选的，偏压组件2与基材3平行，靶材15垂直于偏压组件2和基材3。由此通过偏压组件2能够使两个相对设置的靶材15轰击出的溅射离子能够均匀的镀到基材3上，提高镀膜的均匀性。

优选的，偏压组件2包括偏压件21、偏压绝缘板22和偏压固定板23，偏压件21与溅射组件1之间间隔设置；偏压绝缘板22上设置偏压件21，偏压件21连接正极电源+V，偏压固定板23上设置偏压绝缘板22，偏压固定板23接地。由此能够使得偏压组件2具有独立的正极电源+V，进而排斥溅射离子到基材3上，吸引电子到偏压组件2上。

优选的，偏压件21包括有第一偏压部211和第二偏压部212，第一偏压部211邻近溅射组件1，与靶材15垂直，第二偏压部212位于第一偏压部211的中部，贯穿偏压绝缘板22和偏压固定板23向远离溅射组件1的方向延伸，与靶材15平行。

优选的，磁控溅射设备以第二偏压部212的竖向轴线对称设置。由此能够确保溅射离子分布的均匀性，进而提高镀膜的均匀性。

优选的，第一偏压部211上设置有冷却孔213，冷却孔213用于通入冷却液。冷却液可以为水、乙二醇水溶液、矿物油、氟化液等，优选使用水作为冷却液。冷却液流入到冷却孔213，起到降低偏压件21温度的作用。

综上，本实用新型中，在溅射组件在进行溅射时，会同时具有溅射离子、溅射分子团和电子。相对设置的溅射组件将其产生的溅射离子、溅射分子团和电子向中间区域溅射，偏压组件将溅射离子排斥到基材上，将电子吸引到偏压组件上，溅射分子团留在两个溅射组件之间的区域内。由此即可只将溅射离子轰击到基材上，而避免溅射分子团和电子轰击到基材上，确保镀膜的均匀性，提高镀膜质量，减少基材温度升高的幅度。同时通过冷却液对靶材和偏压件进行降温，避免靶材和偏压件的温度过高。

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，包括溅射组件和偏压组件；所述溅射组件设置有两个，两个所述溅射组件相对设置，两个所述溅射组件的一侧设置所述偏压组件；所述溅射组件连接负极电源，所述偏压组件连接正极电源，所述偏压组件用于将所述溅射组件产生的溅射离子排斥到基材上。

2.根据权利要求1所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述溅射组件包括有阳极件、溅射绝缘件、磁性件和靶材，所述阳极件围设在所述溅射绝缘件、磁性件和靶材的外围，所述溅射绝缘件、磁性件和靶材在所述阳极件内从外向内依次设置，所述磁性件连接负极电源，所述阳极件连接正极电源。

3.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述溅射组件还包括有溅射冷却件，所述溅射冷却件设置在所述磁性件与所述靶材之间，用于降低所述靶材的温度。

4.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述偏压组件与所述基材平行，所述靶材垂直于所述偏压组件和基材。

5.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述偏压组件包括偏压件，所述偏压件与所述溅射组件之间间隔设置。

6.根据权利要求5所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述偏压组件还包括有偏压绝缘板和偏压固定板，所述偏压绝缘板上设置所述偏压件，所述偏压固定板上设置所述偏压绝缘板，所述偏压固定板接地。

7.根据权利要求2所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述磁性件包括有安装子件和多个磁性子件，所述安装子件包括纵向设置的连接部和竖向设置的安装部，所述连接部的外端穿过所述阳极件接入所述负极电源，所述连接部的内端与所述安装部的中部连接，多个所述磁性子件竖向排布在所述安装部的内侧面上。

8.根据权利要求3所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述溅射冷却件邻近所述靶材的一侧设置有冷却凹槽，所述冷却凹槽用于通入冷却液。

9.根据权利要求6所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述偏压件包括有第一偏压部和第二偏压部，所述第一偏压部邻近所述溅射组件，与所述靶材垂直，所述第二偏压部位于所述第一偏压部的中部，贯穿所述偏压绝缘板和偏压固定板向远离所述溅射组件的方向延伸，与所述靶材平行。

10.根据权利要求9所述的磁控溅射设备，其特征在于，所述第一偏压部上设置有冷却孔，所述冷却孔用于通入冷却液。