專利名稱：多等離子體束濺射共沉積裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于用等離子體沉積薄膜的裝置。
日本日立公司石川靖等人在日立評論72-7(1990)83-88中提出一種多離子束反應濺射沉積薄膜的裝置;美國賓州大學克魯帕列德赫等人在J.Appl.Phys 71-1(1992)376-388提出了同類裝置;本發明人在中國專利88109745.7中提出了一種在靶室中設置2-4個熱燈絲聚焦寬束離子源分別轟擊相應數目的高純靶片，對著基片設有一個無燈絲陰極輻照離子源輻照基片，制作薄膜的裝置。
這些裝置均存在不足之處在沉積薄膜過程中熱燈絲陰極和陰極支架以及離子源的束流多孔引出柵極連續受到正離子轟擊產生濺射給沉積薄膜過程帶來污染。當長期工作在反應氣體中時更加劇了污染程度。
采用聚焦離子源時，影響聚焦離子源性能的參數較多，有燈絲電壓和電流，陽極電壓和電流，屏柵極電壓和電流，加速柵極電壓和電流等，影響沉積多成分薄膜的重復性和質量。
本發明的目的是為了克服以上缺陷，提供一種能解決離子源本身帶來的污染，減小可變參數對沉積薄膜重復性的影響的裝置。
本發明的目的是這樣實現的在裝置的靶室中設置2-4個微波等離子體源作為濺射源，它們以基片為中心分布于基片周圍，對著基片設有一個微波等離子體源作為輔助沉積源。


圖1是多等離子體束濺射共沉積裝置結構原理圖。
以下結合附圖詳述本發明的具體結構及實施例。
圖1中表示出本發明包括有靶室[1]，與靶室相連的真空系統[2]和供氣系統[3]，靶室用不銹鋼制造。真空系統可使靶室內達到本底真空10-3-10-7Pa;工作真空10-2-10-3Pa，供氣系統可以將濺射氣體或反應氣體通過微波等離子體源[6]、[7]送入靶室內，靶室內裝有放基片[4]的轉動靶架[5]、基片前設有檔板[8]，制膜時將檔板移開基片接有偏壓電源[13]。
本發明在靶室中安裝2-4個濺射沉積等離子體源[7]，和對著基片[4]的一個輔助沉積微波等離子體源[6]基片接有偏壓電源[13]，可采用直流或高頻電源，從0-1KV可調輔助沉積微波等離子體源最好采用橫磁瓶電子回旋共振微波等離子體源(本發明人在中國專利90105790.8中提出)，它們分別安裝在靶室[1]的通道[9]上，通道[9]是一個石英玻璃筒濺射沉積等離子體源在濺射沉積通道中裝有濺射靶片[10]，一般用圓筒式矩形靶片，也可以采用兩片或四片矩形靶片直接放在通道內靶片材料可以用金屬，半導體或絕緣體濺射沉積通道[9]與微波等離子體源[6]之間，設有限流孔片[11]，用于減少濺射粒子對微波等離子體源中石英離化室的污染。限流孔片用所需沉積材料或石英玻璃制成。靶片[10]前方也設有檔板[8]，濺射電源[12]接在靶片[10]上，通以直流或高頻濺射電壓，吸引微波等離子體中的正離子轟擊靶片，產生濺射作用，濺射電源從0-4KV可調。一般在濺射金屬或半導體靶材時用直流濺射電源，濺射絕緣靶材時用高頻濺射電源。
本發明與現有技術相比具有顯著效果采用微波等離子體源進行輻照和濺射沉積薄膜，大大減少了雜質污染，能在清潔環境沉積高性能薄膜。
影響薄膜沉積的參數簡化為工作真空度，微波功率和濺射電壓三個，特別有利于精確控制多成分薄膜各成分比例，提高薄膜的質量。
能在10-2-10-3Pa真空中工作，特別適合制作各種多成分功能薄膜和納米(10-9)超薄膜。
權利要求
1.多等離子體束濺射共沉積裝置，包括有靶室[1]，與靶室相連的真空系統[2]和供氣系統[3]，靶室中設有放基片[4]的轉動靶架[5]，基片前設有檔板[8]，其特征是靶室[1]上裝有2-4個濺射沉積微波等離子體源[7]，以基片為中心分布在其周圍，對著基片設有一個用于輔助沉積的微波等離子體源[6]。
2.如權利要求1的沉積裝置，其特征是微波等離子體源[6][7]安裝在靶室[1]的通道[9]上，濺射沉積微波等離子體源[7]在濺射沉積通道[9]中裝有圓筒式靶片[10]，濺射沉積通道[9]與濺射沉積微波等離子體源[7]之間設有限流孔片[11]。
全文摘要
多等離子體束濺射共沉積裝置，主要用于等離子體沉積多成分薄膜。本發明在靶室中設有2—4個濺射沉積微波等離子體源和一個輔助沉積微波等離子體源。每一個微波等離子體源安裝在靶室的通道上。濺射沉積通道中裝有圓筒式靶片，靶片通以直流或高頻濺射電壓，吸引微波等離子體源產生的等離子體中的正離子轟擊靶片，產生濺射作用。本發明雜質污染小，易于控制薄膜成分比例，適合制作高性能功能薄膜和納米超薄膜。
文檔編號C23C14/46GK1087129SQ92111980
公開日1994年5月25日 申請日期1992年11月16日 優先權日1992年11月16日
發明者郭華聰 申請人:四川大學