[实用新型]一种大型类金刚石薄膜真空镀膜装置

说明书

技术领域

本实用新型设计真空镀膜领域的一种大型类金刚石薄膜真空镀膜装置。

背景技术

过滤阴极真空电弧沉积镀膜设备是将真空电弧镀膜源产生的等离子体，借助励磁线圈及负偏置电压等吸引至基材，并在基材表面上形成薄膜的一种镀膜设备。其中，真空电弧镀膜源，通过真空电弧放电蒸发阴极石墨靶，由此产生含有阴极靶材料的等离子体。过滤阴极真空电弧镀膜设备具有离化率高、离子能量高、沉积温度低、沉积速率高、膜与基材结合好等一系列优点，因此，是沉积类金刚石薄膜的很好选择。

在薄膜沉积过程中，阴极表面电弧斑放电剧烈，在产生高密度等离子体的同时也产生大量的宏观大颗粒。其中，宏观大颗粒是指直径约为几微米至几十微米的大颗粒。没有经过磁过滤时，宏观大颗粒与等离子体在基材表面的协同沉积，常常使薄膜表面粗糙度增加，影响高质量薄膜的获得。

目前，减少宏观大颗粒协同沉积的办法为：利用带有外加励磁线圈的磁过滤弯管，在传输过程中将宏观大颗粒在一定程度上过滤掉，避免其沉积到基材表面，其机理是在外加磁场作用下，宏观大颗粒由于是中性粒子，在惯性作用下直接溅射到磁过滤管的管壁上被过滤掉，而质量小的带电粒子则在磁场作用下，顺利通过磁过滤弯管到达基材表面，从而获得高质量的薄膜。

目前过滤阴极真空电弧沉积镀膜设备中的真空电弧镀膜源的数量为一至三个。因此用于安装基材的镀膜腔体的体积小，对于基材的镀膜区域小，对于基材的装炉量低，上述缺陷严重影响了镀膜的效率和质量。

造成上述限制的原因在于：各个磁过滤弯管上的励磁线圈之间存在磁场干扰，影响了对于宏观大颗粒的过滤。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种大型类金刚石薄膜真空镀膜装置，其能消除各个磁过滤弯管上励磁线圈之间的磁场对镀膜的干扰，使得过滤阴极真空电弧沉积镀膜设备上真空电弧镀膜源的可安装数量增加至六个，使基材的装炉量大幅提高，提高了镀膜的效率和质量。

实现上述目的的一种技术方案是：一种大型类金刚石薄膜真空镀膜装置，包括镀膜腔体，所述镀膜腔体内设有转架；

围绕所述镀膜腔体的圆周，依次设有第二弯管连接口、第一弯管连接口、第三弯管连接口、第四弯管连接口、第六弯管连接口和第五弯管连接口，所述第三弯管连接口和所述第四弯管连接口之间相差一个用于安装真空泵的工位；

所述第一至第六弯管连接口对应通过第一至第六磁过滤弯管连接对应的真空电弧镀膜源，所述第一至第六磁过滤弯管上均缠绕励磁线圈；

所述第一磁过滤弯管、所述第二磁过滤弯管和所述第四磁过滤弯管上励磁线圈的电流方向不同于所述第三磁过滤弯管、所述第五磁过滤弯管和所述第六磁过滤弯管上励磁线圈的电流方向；

所述第一弯管连接口和所述第六弯管连接口的水平高度，所述第三弯管连接口和所述第四弯管连接口的水平高度，以及所述第二弯管连接口和所述第五弯管连接口的水平高度，均是不同的。

进一步的，所述镀膜腔体对应四对磁控溅射源。

进一步的，所述镀膜腔体内对应四对磁控溅射源。

进一步的，所述转架的直径为1.2m，所述转架可镀膜的高度为900mm。

进一步的，所述第一弯管连接口和所述第六弯管连接口的水平高度低于所述第三弯管连接口和所述第四弯管连接口的水平高度，所述第三弯管连接口和所述第四弯管连接口的水平高度低于所述第二弯管连接口和所述第五弯管连接口的水平高度，所述第一磁过滤弯管、所述第二磁过滤弯管和所述第四磁过滤弯管上励磁线圈的电流方向为顺时针，所述第三磁过滤弯管、所述第五磁过滤弯管和所述第六磁过滤弯管上励磁线圈的电流方向为逆时针。

进一步的，所述镀膜腔体内设有离子刻蚀设备。

进一步的，六个所述真空电弧镀膜源所使用靶材均为石墨靶材。

再进一步的，所述磁控溅射源为铝源、硅源、钛源、铬源、碳源的任意组合。