[实用新型]磁控溅射设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及磁控溅射技术，尤其涉及一种磁控溅射设备。

背景技术

磁控溅射法是制备薄膜的主要方法之一，也是工业生产中应用最为广泛、技术最为成熟的薄膜制备方法。溅射是指用高能粒子轰击固体靶材表面，使得固体靶材表面的原子和分子与入射的高能粒子交换动能，从而从固体表面飞溅出来的现象。溅射出来的原子或原子团由于与高能粒子交换了动能，因此具有一定的能量，可以重新凝聚，沉积在固体基片表面上形成薄膜。在实际应用中，一般会在溅射中加入磁场，通过磁场来改变电子的运动方向，以此束缚和延长电子的运动轨迹，称为磁控溅射。磁控溅射可以提高电子对工作气体离化的几率，使得轰击靶材的高能粒子增多和轰击基片的高能电子减少，从而电子的能量可以得到有效利用。

磁控溅射法制备薄膜过程中，一般需要给衬底进行加热，衬底的加热温度直接影响到薄膜表面原子的动能大小和晶粒的生长，决定原子在薄膜表面的迁移能力，从而影响到薄膜的表面粗糙度，晶核的择优生长以及晶粒的长大。温度对薄膜中的各种宏观缺陷和微观缺陷，包括晶界、残余应力、离化杂质以及中性杂质原子等也有着很大的影响。在一定温度范围内，衬底加热温度的增加会使薄膜表面沉积的溅射粒子的动能增大，在薄膜表面的迁移更充分，促进了晶粒的生长，使晶粒尺寸变大。另外，温度的升高减少了薄膜内部的各种缺陷和残余应力，尤其是减少了离化杂质和中性杂质原子的数量，使得晶界散射作用减弱，因此，薄膜的电阻率降低，载流子迁移率得到提高，对于透明导电薄膜来说，这一点尤为重要。

磁控溅射设备的加热系统一般是由电热丝排布成一定分布的形状，贴着衬底背表面安置而成。工作过程中，电热丝通电后产生热量，对衬底进行加热。在实际生产中，传统的电热丝加热系统由于其自身的加热特性和安装设计，会存在以下几点不足之处：

1、电热丝的位置一般是正对着靶材表面，这样在溅射镀膜过程中，溅射粒子很容易沉积到电热丝上，许多种类的溅射粒子本身具有导电性，会引起短路，使电热丝烧坏。

2、溅射粒子沉积在电热丝表面，还会引起电热丝表面物理性能的变化，如电阻变大等，影响电热丝工作性能，使其使用寿命减短。

3、电热丝和衬底之间或多或少有几厘米的间距，电热丝上的温度会高于衬底表面所需要的温度，间距越大，由此引起的能耗会越多。

4、电热丝一般正对着衬底背表面安置，沉积有薄膜一侧的温度就会低于衬底背面的温度，当制备薄膜所需要的加热温度与衬底的软化或者变形温度比较接近时，会因为衬底背表面的温度高于衬底需要的加热温度而导致衬底变形。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述电热丝易短路能耗大的问题，提供一种避免电热丝烧坏的磁控溅射设备。

一种磁控溅射设备，包括衬底、靶材以及加热灯组件；所述靶材的位置与衬底相对，所述加热灯组件为两组，对称设置在所述靶材的两侧，并且所述加热灯组件发出的光线加热所述衬底。

优选的，所述加热灯组件包括加热灯以及挡板；所述挡板内表面为镜面，反射所述加热灯的光线，使光线集中照射于所述衬底。

优选的，所述挡板还调整所述加热灯的照射区域为所述衬底与靶材之间的辉光区。

优选的，所述加热灯安装于所述靶材两侧50毫米处，与所述靶材表面齐平。

优选的，所述加热灯功率为500W，灯管长度为230毫米。

优选的，所述挡板采用不锈钢材质，内表面设置有反光膜。

优选的，所述挡板为V型，夹角为60度。

优选的，所述挡板长度为250毫米，宽6毫米。

优选的，所述衬底尺寸为100毫米×100毫米，所述靶材尺寸为250毫米×100毫米，靶基距为70毫米。

优选的，所述磁控溅射设备还包括有实时监控衬底表面的温度的热偶，所述热偶设置在所述衬底表面。

上述磁控溅射设备，使用加热灯组件对衬底进行加热，取代电热丝，从而避免电热丝短路或者烧断。加热灯组件直接作用于衬底沉积有薄膜的一面，使得加热效果更好，衬底背表面较低能够避免衬底背表面温度过高而使衬底变形，加热灯组件结构简单，维持和更换也更方便。

同时，加热灯组件对辉光区进行加热，加热了溅射粒子，使得溅射粒子到达衬底表面后，其能量会比电热丝加热时的要大，加热效果更好，从而使得制备的薄膜性能也大大提高。

附图说明

图1是一个实施例中磁控溅射设备的结构示意图。

具体实施方式