CN1087129A - 多等离子体束溅射共沉积装置 - Google Patents
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Abstract
多等离子体束溅射共沉积装置，主要用于等离子
体沉积多成分薄膜。本发明在靶室中设有2—4个
溅射沉积微波等离子体源和一个辅助沉积微波等离
子体源。每一个微波等离子体源安装在靶室的通道
上。溅射沉积通道中装有圆筒式靶片，靶片通以直流
或高频溅射电压，吸引微波等离子体源产生的等离子
体中的正离子轰击靶片，产生溅射作用。本发明杂质
污染小，易于控制薄膜成分比例，适合制作高性能功
能薄膜和纳米超薄膜。
Description
本发明属于用等离子体沉积薄膜的装置。
日本日立公司石川靖等人在日立评论72-7（1990）83-88中提出一种多离子束反应溅射沉积薄膜的装置;美国宾州大学克鲁帕列德赫等人在J.Appl.Phys 71-1（1992）376-388提出了同类装置;本发明人在中国专利88109745.7中提出了一种在靶室中设置2-4个热灯丝聚焦宽束离子源分别轰击相应数目的高纯靶片，对着基片设有一个无灯丝阴极辐照离子源辐照基片，制作薄膜的装置。
这些装置均存在不足之处：在沉积薄膜过程中热灯丝阴极和阴极支架以及离子源的束流多孔引出栅极连续受到正离子轰击产生溅射给沉积薄膜过程带来污染。当长期工作在反应气体中时更加剧了污染程度。
采用聚焦离子源时，影响聚焦离子源性能的参数较多，有灯丝电压和电流，阳极电压和电流，屏栅极电压和电流，加速栅极电压和电流等，影响沉积多成分薄膜的重复性和质量。
本发明的目的是为了克服以上缺陷，提供一种能解决离子源本身带来的污染，减小可变参数对沉积薄膜重复性的影响的装置。
本发明的目的是这样实现的：在装置的靶室中设置2-4个微波等离子体源作为溅射源，它们以基片为中心分布于基片周围，对着基片设有一个微波等离子体源作为辅助沉积源。
图1是多等离子体束溅射共沉积装置结构原理图。
以下结合附图详述本发明的具体结构及实施例。
图1中表示出本发明包括有靶室[1]，与靶室相连的真空系统[2]和供气系统[3]，靶室用不锈钢制造。真空系统可使靶室内达到本底真空10-3-10-7Pa;工作真空10-2-10-3Pa，供气系统可以将溅射气体或反应气体通过微波等离子体源[6]、[7]送入靶室内，靶室内装有放基片[4]的转动靶架[5]、基片前设有档板[8]，制膜时将档板移开基片接有偏压电源[13]。
本发明在靶室中安装2-4个溅射沉积等离子体源[7]，和对着基片[4]的一个辅助沉积微波等离子体源[6]基片接有偏压电源[13]，可采用直流或高频电源，从0-1KV可调辅助沉积微波等离子体源最好采用横磁瓶电子回旋共振微波等离子体源（本发明人在中国专利90105790.8中提出），它们分别安装在靶室[1]的通道[9]上，通道[9]是一个石英玻璃筒溅射沉积等离子体源在溅射沉积通道中装有溅射靶片[10]，一般用圆筒式矩形靶片，也可以采用两片或四片矩形靶片直接放在通道内靶片材料可以用金属，半导体或绝缘体溅射沉积通道[9]与微波等离子体源[6]之间，设有限流孔片[11]，用于减少溅射粒子对微波等离子体源中石英离化室的污染。限流孔片用所需沉积材料或石英玻璃制成。靶片[10]前方也设有档板[8]，溅射电源[12]接在靶片[10]上，通以直流或高频溅射电压，吸引微波等离子体中的正离子轰击靶片，产生溅射作用，溅射电源从0-4KV可调。一般在溅射金属或半导体靶材时用直流溅射电源，溅射绝缘靶材时用高频溅射电源。
本发明与现有技术相比具有显著效果：
采用微波等离子体源进行辐照和溅射沉积薄膜，大大减少了杂质污染，能在清洁环境沉积高性能薄膜。
影响薄膜沉积的参数简化为工作真空度，微波功率和溅射电压三个，特别有利于精确控制多成分薄膜各成分比例，提高薄膜的质量。
能在10-2-10-3Pa真空中工作，特别适合制作各种多成分功能薄膜和纳米（10-9）超薄膜。
Claims (2)
1、多等离子体束溅射共沉积装置，包括有靶室[1]，与靶室相连的真空系统[2]和供气系统[3]，靶室中设有放基片[4]的转动靶架[5]，基片前设有档板[8]，其特征是靶室[1]上装有2-4个溅射沉积微波等离子体源[7]，以基片为中心分布在其周围，对着基片设有一个用于辅助沉积的微波等离子体源[6]。
2、如权利要求1的沉积装置，其特征是微波等离子体源[6][7]安装在靶室[1]的通道[9]上，溅射沉积微波等离子体源[7]在溅射沉积通道[9]中装有圆筒式靶片[10]，溅射沉积通道[9]与溅射沉积微波等离子体源[7]之间设有限流孔片[11]。
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1992
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