專利名稱：一種可控電弧靶的制作方法
技術領域：
本實用新型屬氣相沉積領域。
利用真空電弧作為氣化手段，蒸發金屬用于氣相沉積，近年來獲得了廣泛的應用。因而產生了多種電弧靶。
可控電弧靶是通過控制電弧斑在靶表面的運動而達到使靶材表面均勻蒸發，減低乃至消除蒸發中夾帶的金屬液滴。弧斑(包括其附近的等離子體區)從宏觀上可看作一帶電粒子流。控制弧斑在靶面運動方向的常用方法之一是利用磁場對其的作用。一般說，引入磁場后，在靶面的磁場具有平行于靶面和垂直于靶面的兩個磁場強度分量。實際上，垂直于靶面的磁場分量只對被蒸發的帶電粒子起到加速作用，并不能促使弧斑在表面的運動，唯有平行于表面的磁場分量才能真正加速弧斑在表面的運動，使靶面均勻蒸發，并降低甚至消除液滴的形成。
因此，選用何種結構產生和布置磁場，便成為可控電弧靶實用效果好壞的關鍵。迄今為止，現有技術有關可控電弧靶均采用圓柱體或六面體非導磁材料，利用電磁鐵或永久磁鐵在電弧靶的后部構成一靜止或運動磁場控制弧斑。如文獻《用于真空電弧離子鍍膜的受控電弧蒸發源》中圖5，給出的多功能受控電弧蒸發源便是目前具有代表性的電弧靶示意圖。電弧靶為圓柱體鈦陰極靶，在其一端裝有磁鐵，故在電弧靶的后部構成一靜止磁場來控制弧斑。
由于實際工作的弧靶均有一定的厚度而且多為非磁性材料，故在靶面的磁場強度具有較大的垂直于靶面的縱向分量，而平行于靶面的分量相對較小而且很不均勻。因而既不能有效地加速弧斑的運動，又使弧斑以較大概率在平行磁力線最強處運動。故難以實現靶面的均勻蒸發。
本實用新型的目的是解決可控電弧靶存在的上述不足之處，特別是解決靶表面均勻蒸發問題，提出本實用新型電弧靶結構。
本實用新型為一種有一定厚度的非導磁體可控電弧靶，其特征在于將該可控電弧靶制作成中心有孔的環型靶，靶的周圍聯有導磁護板，磁鐵從環形靶的中心穿過，磁鐵的一個磁極能穿出靶面，并可通過螺桿調整該磁極端面與靶面的相對位置，磁鐵的另一磁極通過空間磁場和導磁護板將磁力線集中在護板接近靶邊緣的一端，從而在整個靶表面形成大面積均勻平行于靶面的磁力線，弧斑在垂直于磁力線的方向加速運動，由于平行磁力線是軸對稱結構，因此弧斑運動形成封閉軌跡。因而達到降低液滴、均勻蒸發和電弧穩定的目標。
本實用新型具有以下優點1.結構簡單現有技術多采用多個電磁鐵或永磁體構成較復雜的磁場布置，有的磁鐵還要不斷運動。整個靶裝置結構復雜。多個靶在同一設備上工作實際非常困難。本設計與其相比，結構簡單、實用，完全可實現多靶在同一設備安裝和工作。
2.蒸發均勻現有技術弧靶在靶平面上形成的平行磁場很不均勻，弧斑以較大的概率在平行磁力線最強處運動，難以保證靶面的均勻蒸發。而上述問題在本設計中得到較好解決所布置的磁場在靶面主要形成平行磁力線，在整個靶面平行磁力線均勻。因而弧斑等概率在整個靶面運動。
3.電弧過程穩定由于平行磁力線的軸對稱結構，弧斑運動軌跡封閉(環形)而不越出靶面，所以電弧過程穩定。
附
圖1為本實用新型可控電弧靶結構示意圖。
附圖2為磁場分布示意圖。
(1)非導磁環形靶，(2)環形靶的中心孔，(3)磁鐵，(4)導磁護板，(5)靶面，(6)螺桿，(7)磁極端面，(A)平行磁力線，(B)弧斑運動軌跡。
現結合附圖進一步說明本實用新型的特征非導磁材料環形靶(1)有中心孔(2)，周圍有導磁護板(4)，磁鐵(3)從中心孔(2)穿過，能穿出靶面(5)，通過螺桿(6)調整磁極端面(7)與靶面(5)的相對位置，磁鐵的另一極(8)通過空間磁場和導磁護板將磁力線集中在靶的邊緣。整個靶表面形成大面積均勻的平行于靶面的平行磁力線A，弧斑在靶面垂直于磁力線方向運動，構成封閉軌跡B。
實施例弧靶為一環形鈦靶。靶厚50mm，外徑80mm，中心孔直徑14mm。磁鐵為銣鐵硼材料或其它永磁體，也可采用電磁鐵。護板內徑84mm，采用普通碳鋼或其它具有一定強度、耐溫和導磁的材料制成。螺桿為6mm。
權利要求1.一種有一定厚度的非導磁體可控電弧靶，其特征在于將該可控電弧靶制作成中心有孔的環形靶，靶的周圍聯有導磁護板，磁鐵從環形靶的中心穿過，磁鐵的一個磁極能穿出靶面，并可通過螺桿調整該磁極端面與靶面的相對位置，磁鐵的另一極通過空間磁場和導磁護板將磁力線集中在護板接近靶邊緣的一端，從而在整個靶表面形成大面積均勻平行于靶面的磁力線。
專利摘要本實用新型為實現真空氣相沉積技術中一種可控電弧靶，采用中心有孔的環形靶，靶周圍聯有導磁護板，磁鐵能從環形靶靶中心穿過，造成大面積平行均勻強磁場，不僅有效加速弧斑在整個靶平面的運動，而且弧斑形成閉環軌跡。本實用新型結構簡單、實用，特別適用于同時工作的多個弧靶設備上。
文檔編號C23C14/30GK2216067SQ9423070
公開日1995年12月27日 申請日期1994年10月31日 優先權日1994年10月31日
發明者凌國偉, 潘鄰, 沈輝宇, 鄭輝 申請人:機械工業部武漢材料保護研究所