[实用新型]具有五靶头的磁控共溅射设备

说明书

技术领域

本专利涉及磁控溅射技术，尤其涉及一种具有五靶头的磁控溅射设备。

背景技术

磁控溅射设备是一种常见的物理气相沉积设备，已经成功应用于各种薄膜的制备工艺。大部分传统的磁控溅射设备只包含一个溅射靶，工作时腔体内只能安装一种溅射靶材料，若要用这样的设备沉积不同种薄膜材料，则需要打开主腔体，对靶材进行拆除与安装，不仅效率低下，同时也很难获得稳定的生长工艺。这种设备只能满足长期溅射一种薄膜材料的需求。

多溅射靶设备实现了在单设备上可方便地溅射不同种薄膜材料。通过移动基片台到不同靶材的的溅射位，可以在不打开溅射腔体的条件下，在同一片镀膜基片上溅射不同的材料薄膜。但是，这种含有多个溅射靶的溅射设备在同一时间只能溅射一种的薄膜材料，对于生产两种靶材化合而成的薄膜则无能为力。

后期发展的多靶共溅射有效解决了生产多种靶材化合物薄膜的问题。每个溅射靶连接一套独立的溅射电源，可对单个靶位的溅射功率独立调节，从而获得不同比例的化合物薄膜。常规共溅射设备的由于腔体空间及溅射靶与基片台距离的限制，一般安排两至三个溅射靶实现共溅射工艺。三种材料共溅射已经满足普通化合物材料薄膜的制备需求。但如果要进行更多种类材料薄膜的溅射就需要通过更换靶材来实现，对工艺的长期稳定发展不利。

专利内容：

本专利的实施例提供一种磁控溅射设备，通过在腔体内设置一个具有三靶头的溅射靶，使设备可同时安装五种溅射靶材，并可实现三靶共溅射的功能。弥补传统三靶位共溅射设备靶材种类不足的问题。

为达到上述目的，本专利的实施例采用如下技术方案：

一种磁控溅射设备，包括腔体，腔体内设置的两个单靶头溅射靶、一个三靶头溅射靶，基片台、基片台支架和基片台挡板。其中，两个单靶头溅射靶中心与三靶头溅射靶靶位中心聚焦于基片台中心，实现共聚焦磁控溅射。

所述的两个单靶头溅射靶与一个三靶头溅射靶的靶材直径为2英寸，两个单靶头溅射靶方向与靶管之间的夹角为20°－23°；每个单靶头溅射靶设有用于调整溅射焦点在基片台中心的波纹管、铰链与插销；各个溅射靶靶头中心与所述基片台中心距离为10－20cm；两个单靶头溅射靶与三靶头溅射靶和所述的腔体顶盖中心在水平方向上的夹角为130°－135°；三靶头溅射靶的旋转轴与所述腔体顶盖法线在垂直方向上夹角为15°－20°，三靶头溅射靶相对于靶中心之间夹角为120°。

本专利提供的磁控溅射设备，通过在腔体内设置一个可安装的三靶头溅射靶，使三靶共溅射设备的靶材安装数量从三个增加至五个，满足的多靶材共溅射的需求。三靶头溅射靶通过与腔体相连的转轴与转轮可实现旋转，达到选择溅射靶位上所需靶材的目的。

上述的磁控溅射设备，可选择两个单靶位溅射靶与三靶位溅射靶中的任意一个靶位进行共溅射薄膜生长。不必打开腔体或移动镀膜样品即可实现多层化合物材料薄膜的生长。

附图说明：

附图1为磁控溅射设备腔体结构图；

附图2为磁控溅射靶相对位置示意图；图中：110－腔体；120－单靶头溅射靶；130－三靶头溅射靶；140－基片台；150－基片台支架；160－基片台挡板；170－转轮把手；180－顶盖；190－下腔室；200－o形圈；210－单靶头靶管；220－波纹管定向装置；230－单靶头法兰盘；240－波纹管；250－定向铰链；270－单靶头溅射靶靶头；280－三靶头靶管；290－圆柱形空腔；300－三靶头法兰盘；310－三靶头溅射靶靶头；320－加热模块；330－磁流体装置；340－直流电机；350－电机支架；360－挡板支杆；370－磁力块；380－转动杆。

具体实施方式：

为了便于理解本专利，下面将参照相关附图对本专利进行更全面的描述。附图中给出了本专利的较佳实施方式。但是，本专利可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本专利的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。