[实用新型]视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积多层膜镀膜机

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及一种用于表面镀膜的多层膜镀膜机。更具体地说，是一种利用视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体源产生的等离子体进行材料表面镀膜的多层膜镀膜机。

背景技术

多层膜的研究从20世纪70年代开始，已经有30多年的历史。30多年来，随着新的薄膜沉积技术和分析技术的发展和进步，计算机的应用和更有效的计算方法的出现，人们从理论和实验等多方面对多层膜的相关理论、制备技术、力学性能、光学性能、电学性能、磁学性能等进行了大量的研究工作。从而一方面增进了人们对一些基础物理机制的认识，另一方面也为人们提供了一种人造新材料的有效途径。这些在文献《磁性多层膜研究进展：理论和实验》，刘明升，姜恩永，刘裕光，真空科学与技术，1994(2)和《多层膜的研究进展》，薛钰芝，大连铁道学院学报，1994(3)等都有详细的描述。多层膜的制备技术最初是蒸发沉积、溅射沉积，后来利用磁控溅射镀膜，多弧离子镀膜，也有一些工作采用离子束、电子束、激光束等辅助方法改善镀膜工作的某些不足之处，但蒸发和溅射沉积在基体上的基本上都是原子、分子或原子团，多弧离子镀则有很多的大颗粒或液滴。因此，制备的薄膜在致密性、光洁度等许多方面都有不足之处，从而影响了薄膜的性质，进一步影响了多层薄膜的应用。

发明内容

本实用新型的目的是利用我们的专利ZL03200996.8描述的视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积源，设计制造一种利用等离子体进行材料表面镀膜的多层膜镀膜机。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：至少两台视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积源以一定的夹角安装在一台真空镀膜室同一平面上，镀膜工件台可以灵活转动与等离子体沉积源工作状态配合，并在工件台上加上适当的负偏压，让不同等离子体源顺序或交替工作，实现多层镀膜功能。

由于采用视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积源，沉积在基体上的基本都是离子，从而克服了别的镀膜方法利用原子、分子或原子团沉积薄膜的缺陷，同时也消除了大颗粒(或液滴)的影响。同时离子能量可以通过工件台负偏压方便地调节。当负偏压很高时，离子能量也很高，可以实现工件表面的界面混合；当负偏压较高时，离子能量较高，可以实现工件表面的离子束溅射清洗功能；负偏压调节到合适的值，可以实现镀膜功能，得到光洁度高、致密的高质量薄膜。使工件台与等离子体沉积源正确配合，并让不同的等离子体沉积源顺序或交替工作，可以方便地实现多层膜镀膜工作。根据镀膜的要求，负偏压可以是直流、脉冲或者直流与脉冲叠加三种方式。如果在视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积源工作时向真空靶室内充入反应气体，可以得到等离子体沉积源阴极材料与反应气体化合物薄膜，从而大大地扩展了薄膜的种类。

本实用新型的有益效果是，采用视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体沉积源，沉积在基体上的基本都是离子，其能量可以通过工件台负偏压方便地调节，从而方便地完成包括工件表面清洗、界面混合、镀膜等功能；通过工件台与等离子体沉积源正确配合，并使不同的等离子体沉积源顺序或交替工作，实现多层膜镀膜。如果通入反应气体，可以得到气体化合物多层膜。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是一台磁过滤金属蒸汽真空弧多层膜镀膜机的真空靶室顶视图。图中1是真空靶室，2是真空靶室门，3是视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体源，4是观察窗，5是工件台，6是备用接口，7是真空靶室与抽气泵系统的接口，8是进气口。

具体实施方式

实施例：一台安装了两个视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体源的多层膜镀膜机，真空靶室1内径500mm。两个视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体源3的磁过滤管道内径80mm，偏转角90°，等离子体源3工作于脉冲状态。工件台5台面直径200mm，工件台上施加的负偏压有0-300V和0-3000V两种，可以根据需要切换。真空靶室与抽气泵系统的接口7与1500L/min的分子泵系统连接，为真空靶室1抽真空。观察窗4在工作时可以方便操作人员观察镀膜状态。工件台5与等离子体源3工作状态对应，那个源工作，工件台5就转动到与该源对应的位置。镀膜的工件通过真空靶室门2进出真空室。两个视线外磁过滤金属蒸汽真空弧等离子体源3交替工作，工件台5与等离子体源3工作状态对应往返转动，该多层膜镀膜机可以方便的实现两种元素或其合金的多层膜。如果通过进气口8通入反应气体，可以得到相应的气体化合物多层膜。