[发明专利]高温超导带材金属溅射靶材保护装置及基片薄膜制作方法

说明书

本发明涉及磁控溅射技术领域，具体涉及一种第二代高温超导带材金属溅射靶材保护装置及基片薄膜制作方法，所述保护装置包括保护壳体、升降驱动装置和磁控溅射枪，保护壳体内设置有保护腔室，磁控溅射枪设置在保护腔室内，保护壳体的底部设置有闸板阀，所述闸板阀用于封闭保护腔室，所述升降驱动装置设置在保护壳体的顶部，所述磁控溅射枪通过伸缩杆与升降驱动装置连接。本发明通过保护腔室保护安装在磁控溅射枪上的靶材，让靶材处于保护腔室的真空保护状态，在更换基片或基带的过程中避免靶材氧化，减少换取基片样品过程中靶材氧化的相关影响，对促进易氧化靶材的连续制备研究，特别是第二代高温超导带材金属靶的高质量制备研究具有重要意义。

技术领域

本发明涉及磁控溅射技术领域，具体涉及一种第二代高温超导带材金属溅射靶材保护装置及基片薄膜制作方法。

背景技术

21世纪以来，超导技术，尤其是高温超导技术越来越多的受到高科技行业的关注。以YBa₂Cu₃O₇-δ(YBCO)为代表的第二代高温超导带材在强电领域，具有不可替代的优势，包括高温超导发电机、高温超导储能、高温超导磁体等具有常规线缆无法比拟的优势。第二代高温超导带材主要面临规模化成本过高，采用薄膜制备的方式来获取双轴织构等不利因素，是目前商用的重要阻碍。目前第二代高温超导带材超导层的制备方法主要有：金属有机气相沉积(MOCVD)、金属有机化学沉积(MOD)、脉冲激光沉积(PLD)、反应热蒸发(RCE-DR)。上述方法都已经被证实能够作为第二代高温超导带材超导层的制备方法，但是上述方法均有各自的优缺点。磁控溅射技术是我们自主提出的一种高速制备高温超导层的方法，该方法采用直流磁控溅射作为沉积源，直接溅射Y(Re)、Ba、Cu金属靶材，Re包括Gd、Sm、Eu、Dy等稀土元素。对比于陶瓷ReBCO靶材，金属靶材具有成本低、沉积速率快，溅射稳定性高等优点。能够有效的解决目前第二代高温超导带材制备所存在的制备成本高、难以规模化制备的技术问题。直流磁控溅射使用合金靶材或者镶嵌靶，基于目前的技术，由于Y(Re)、Ba、Cu几种金属熔点相差较大，很难熔炼出成份均匀的合金靶，镶嵌靶是采用直流磁控溅射制备多元氧化物薄膜的最优选择。

现有的可溅射装置中，如中国专利公开号CN209227051U公开的一种新型磁控溅射装置，包括位于腔室内的靶材和可来回移动的基板，所述靶材正前方设置有保护阀门，所述基板的工艺位置两侧分别设置有第一螺线管，所述第一螺线管背离所述基板一侧对应基板的工艺位置设置有激光定位器，所述保护阀门和激光定位器均与控制器连接，所述控制器用于当接收到所述激光定位器检测到基板移动到工艺位置的信号时控制所述保护阀门打开，否则所述保护阀门保持常闭状态；该新型磁控溅射装置能够提高靶材利用率，提升膜厚均匀性，但是，由于Ba靶材在空气中极易氧化，在换取基片样品过程中，靶材的氧化会造成成份的偏析，影响相关试验研究和产品质量。

为此，本发明重新设计了一种第二代高温超导带材金属溅射靶材保护装置来保护易氧化靶材，减少换取基片样品过程中靶材易氧化的相关影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种第二代高温超导带材金属溅射靶材保护装置及基片薄膜制作方法，所述保护装置包括保护壳体、升降驱动装置和磁控溅射枪，保护壳体内设置有保护腔室，磁控溅射枪设置在保护腔室内，保护壳体的底部设置有闸板阀，所述闸板阀用于封闭保护腔室，所述升降驱动装置设置在保护壳体的顶部，所述磁控溅射枪通过伸缩杆与升降驱动装置连接。本发明通过保护腔室保护安装在磁控溅射枪上的靶材，让靶材处于保护腔室的真空保护状态，在更换基片或基带的过程中避免靶材氧化，减少换取基片样品过程中靶材氧化的相关影响，对促进易氧化靶材的连续制备研究，特别是第二代高温超导带材金属靶的高质量制备研究具有重要意义。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：